HU231272B1 - Method for analyze of rib shadow's and determining of contour of shadows on chest radiographic images - Google Patents
Method for analyze of rib shadow's and determining of contour of shadows on chest radiographic images Download PDFInfo
- Publication number
- HU231272B1 HU231272B1 HU1500360A HUP1500360A HU231272B1 HU 231272 B1 HU231272 B1 HU 231272B1 HU 1500360 A HU1500360 A HU 1500360A HU P1500360 A HUP1500360 A HU P1500360A HU 231272 B1 HU231272 B1 HU 231272B1
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- rib
- cost
- point
- curve
- points
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 156
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 51
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 claims description 40
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 claims description 29
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 27
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 23
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 15
- 230000003601 intercostal effect Effects 0.000 claims description 12
- QTCANKDTWWSCMR-UHFFFAOYSA-N costic aldehyde Natural products C1CCC(=C)C2CC(C(=C)C=O)CCC21C QTCANKDTWWSCMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- ISTFUJWTQAMRGA-UHFFFAOYSA-N iso-beta-costal Natural products C1C(C(=C)C=O)CCC2(C)CCCC(C)=C21 ISTFUJWTQAMRGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 8
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 8
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 claims description 7
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 claims description 6
- 238000011045 prefiltration Methods 0.000 claims description 6
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 claims description 6
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 4
- 238000010606 normalization Methods 0.000 claims description 4
- 244000089409 Erythrina poeppigiana Species 0.000 claims description 3
- 235000009776 Rathbunia alamosensis Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000003491 array Methods 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 3
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 claims description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 claims description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000005862 Whey Substances 0.000 claims 2
- 102000007544 Whey Proteins Human genes 0.000 claims 2
- 108010046377 Whey Proteins Proteins 0.000 claims 2
- 241001442234 Cosa Species 0.000 claims 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims 1
- 230000003362 replicative effect Effects 0.000 claims 1
- 210000000038 chest Anatomy 0.000 description 33
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 16
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 14
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 9
- 210000003109 clavicle Anatomy 0.000 description 8
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 description 7
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 7
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 6
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 6
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 6
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 6
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 210000003484 anatomy Anatomy 0.000 description 4
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 4
- 238000002059 diagnostic imaging Methods 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 4
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 3
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 3
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 3
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 3
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 3
- 210000004872 soft tissue Anatomy 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 3
- 238000012549 training Methods 0.000 description 3
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 2
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 2
- 230000003187 abdominal effect Effects 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 238000002583 angiography Methods 0.000 description 2
- 238000011976 chest X-ray Methods 0.000 description 2
- 208000020816 lung neoplasm Diseases 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000003909 pattern recognition Methods 0.000 description 2
- 238000013179 statistical model Methods 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 102100023343 Centromere protein I Human genes 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GVGLGOZIDCSQPN-PVHGPHFFSA-N Heroin Chemical compound O([C@H]1[C@H](C=C[C@H]23)OC(C)=O)C4=C5[C@@]12CCN(C)[C@@H]3CC5=CC=C4OC(C)=O GVGLGOZIDCSQPN-PVHGPHFFSA-N 0.000 description 1
- 101000907944 Homo sapiens Centromere protein I Proteins 0.000 description 1
- 206010058467 Lung neoplasm malignant Diseases 0.000 description 1
- 206010073261 Ovarian theca cell tumour Diseases 0.000 description 1
- 108010076504 Protein Sorting Signals Proteins 0.000 description 1
- 206010056342 Pulmonary mass Diseases 0.000 description 1
- 241000270295 Serpentes Species 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 210000000481 breast Anatomy 0.000 description 1
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
- 231100000640 hair analysis Toxicity 0.000 description 1
- 238000003702 image correction Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- XZEUAXYWNKYKPL-WDYNHAJCSA-N levormeloxifene Chemical compound C1([C@H]2[C@@H](C3=CC=C(C=C3OC2(C)C)OC)C=2C=CC(OCCN3CCCC3)=CC=2)=CC=CC=C1 XZEUAXYWNKYKPL-WDYNHAJCSA-N 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 201000005202 lung cancer Diseases 0.000 description 1
- 208000037841 lung tumor Diseases 0.000 description 1
- 238000007620 mathematical function Methods 0.000 description 1
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001373 regressive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010845 search algorithm Methods 0.000 description 1
- 235000013599 spices Nutrition 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 235000013616 tea Nutrition 0.000 description 1
- 208000001644 thecoma Diseases 0.000 description 1
- 210000000115 thoracic cavity Anatomy 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V20/00—Scenes; Scene-specific elements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Description
2019.SS,14SS, 14, 2019
Eljárás mellkas radiológiai felvételeken a berdaámyékuk elemzésére és az árnyékok kontórj ónak m eghatá rozs sá ra .A procedure for the analysis of chest radiographs and the definition of shadow contours on chest radiographs.
A. találmány tárgya olyan eljárás, amely mellkas röntgenképeken kontár együttes ~ alapvetően bordakontúrok ~ meghatározására szolgál. A kontúr együttesre jellemző, hogy az egyes kontúrok egymáshoz képest eltolt pozíciókban találhatók és egymástól különböző mértékben eltérő görböletűek, vagyis az egyes kontúrok nem állíthatok elő egy kontár párhuzamos eltolásával, A kontúr együttes elsődlegesen egy mellkas röntgenképen megjelenő bordarendszer árnyék első és/vagy hátsó kontúrjait jelenti, de a kontúr együttes lehet egy knlcscsont árnyékának alsó és felső kontúrja is, Az eljárás egyes csontok árnyékainak kaiescsont vagy a bordák első és/vagy hátsó árnyékainak ~ meghatározására ad új módszert.A. the subject of the invention is a method that is used to determine the contours of the chest ~ basically rib contours ~ on chest x-rays. The contour ensemble is characterized by the fact that the individual contours are located in offset positions relative to each other and have different curves to varying degrees, i.e. the individual contours cannot be produced by parallel displacement of a contour. , but the contour can also be the lower and upper contour of the shadow of a rib bone.
A korszerű nagyfrekvenciás röntgen készülékek kiegészülve nagyfelbontású digitális röntgen képek készítésével új lehetőséget teremtettek a mellkas diagnosztikai szűrővizsgálatok számára. A digitális képeket használó számítógépes képfeldolgozás alkalmazásával olyan döntéstámogató rendszerek hozhatók létre, amelyek segítséget adva a diagnosztizáló orvosnak gyorsíthatják az elsődleges diagnózis megalkotását és megnövelhetik a kóros esetek kiszűrés! esélyét.With the addition of modern high-frequency X-ray devices, the production of high-resolution digital X-ray images created a new opportunity for chest diagnostic screening examinations. By using computer image processing using digital images, decision support systems can be created that can help the diagnosing physician speed up the creation of the primary diagnosis and increase the screening of abnormal cases! your chance.
Korunk legmeghatározóbb betegségei közé tartoznak a rákbetegség különböző típusai. Ezen belül a tüdőrák az egyik leggyakoribb. Életmentő lehet a betegség korai, még tünetmentes állapotban történő kimutatása. A betegség korai stádiumában ugyanis a páciensnél, még semmilyen külső jel, vagy érezhető fájdalom nem utal a daganat meglétére, emiatt a szőré vizsgál at az egyetlen esély a meglévő betegség korai kimutatására. A legtöbb, korán, felismert tüdőrákos megbetegedés ebben a kezdeti szakaszban még jó eséllyel gyógyítható ezért fontos a betegség korai felismerése és kezelése. A. cél tehát nagy ember populáción szűrő vizsgálatkém alkalmazható módszer megalkotása, amellyel a korai stádiumu betegségeket nagy biztonsággal ki lehet mutatni, A komi stádiuma tüdő daganatok hal vány foltként jelennek meg a röntgenfelvételen. A mellkas röntgenképek elemzését, a képeken elváltozások keresését, a foltkereső algoritmusok eredményes, megbízható működéséi megnehezítik, az eredményeket meghamisítják, sok esetben az elemzést meghiúsítják, egyes anatómiai részeknek a képeken megjelenő árnyékai. Ezek között a legfontosabbak a csontok, főként a kulcscsont, a bordák, árnyékai, de egyéb árnyékok, a szív, a kulcsosom feletti bőrredő, az emlő, a rekeszizom árnyék szerepe is hasonló lehet, Ezen árnyékok zajnak, ún. anatómiai zajnak minősülnek a digitális képek elemzése során, Így pozíciójuk, kontúrjaik meghatározása szükséges a kiszűrésükhöz, azaz a képek anatómiai zajtól valóDifferent types of cancer are among the most defining diseases of our time. Within this, lung cancer is one of the most common. Early, asymptomatic detection of the disease can be life-saving. In the early stages of the disease, the patient does not yet have any external signs or noticeable pain to indicate the existence of the tumor, which is why the hair test is the only chance for early detection of the existing disease. Most lung cancers detected at an early stage have a good chance of being cured in this initial stage, so early detection and treatment of the disease is important. The A. goal is therefore to create a screening method that can be applied to a large population of people, with which early-stage diseases can be detected with great certainty. Lung tumors in the coma stage appear as faint spots on X-rays. The analysis of chest X-ray images, the search for changes in the images, the effective and reliable operation of spot detection algorithms are made difficult, the results are falsified, and in many cases the analysis is thwarted by the shadows of some anatomical parts appearing on the images. Among these, the most important are the bones, especially the clavicle, the ribs, their shadows, but other shadows, the heart, the fold of skin above the collarbone, the breast, the diaphragm can also play a similar role. they are classified as anatomical noise during the analysis of digital images, thus their position and contours need to be determined in order to filter them out, i.e. the images are free from anatomical noise
SZTHHd OOOtWiSZTHHd OOOtWi
47/2 megtisztításához, zajmentesített, vagy legalább zajcsökkentett képek előállításához, a hatékonyabb képelemzéshez, diagnózis félállításához. A foltkeresö algorlimasok helyes működéséhez szükséges a tüdő körvonalának ismerete is.47/2, to produce de-noised or at least noise-reduced images, for more efficient image analysis, and to make a partial diagnosis. Knowledge of the outline of the lungs is also necessary for the proper functioning of the spot search algorithms.
A csontok árnyékainak megtalálására és eltüntetésére két fő irányzat alakult ki az évek során. Az egyik először megpróbálja megkeresni a csontokat maid ez alapján elimínálni az árnyékaikat. A másik irányzat közvetlenül próbálja a csontokat elnyomni. A közvetlen irányzatnál megpróbálják megtanítani a rendszernek, hogy az eredeti képből hogyan lehet csak csontokat. Illetve csak lágyszöveteket tartalmazó képet készíteni. Általában inkább a csak csontot tartalmazó képet próbálják előállítani, majd ezt kivonni az eredeti képből. Ehhez a tanításhoz szükség van úgynevezett „duál (két különböző) energiás” kép párokra. Külön képen tárolják a csontokat és külön képen a lágy szöveteket. Ilyen kép párokat egy speciális készülékkel lehet csak készíteni, melynek két detektora közé rézszűrőt illesztve más energiájú fotonokat. képesek detektálni (M. Leng, B. van Ginekben and AMR Sehílhman: Filter learning application to suppression of bony structures from chest radiographs, Medical image analysis, 10(6):826-840. 2006), vagy pedig egymás után két különböző energiájú röntgensugár által létrehozott képeket detektálnak.Two main approaches to finding and removing bone shadows have emerged over the years. One first tries to find the bones and then eliminate their shadows. The other trend directly tries to suppress the bones. In the direct approach, they try to teach the system how to get only bones from the original image. Or to create an image containing only soft tissues. In general, they try to produce the image containing only bones, and then subtract this from the original image. This teaching requires so-called "dual (two different) energy" image pairs. Bones are stored in a separate image and soft tissues in a separate image. Such image pairs can only be made with a special device, with photons of other energies inserted between the two detectors with a copper filter. able to detect (M. Leng, B. van Ginekben and AMR Sehílhman: Filter learning application to suppression of bony structures from chest radiographs, Medical image analysis, 10(6):826-840. 2006), or two successively different energies images created by x-rays are detected.
A találmány a bordaámyékok, bordakontórok meghatározására ad új eljárást. A bordakontúrok meghatározására számos módszert, eljárást dolgoztak ki és publikáltak, illetve szabadalmaztatott megoldások váltak ismerté.The invention provides a new method for determining rib pits and rib contours. Many methods and procedures for determining rib contours have been developed and published, and patented solutions have become known.
A mellkas röntgenfelvételeken való csontok keresésének története 1973-ra nyúlik vissza, roriwaki (X I. Tortwaki, ¥, Smmega, T. Negoro and T. Fukumura; Pattern recognition of chest x-ray images. Computer Graphics and Image Processing, 2(3):252-271, 1973) a bordákat olyan parabolákkal közelítette, melyek csúcspontjai egy közös egyenesre esnek, A vízszintes pozíciótól függően három különböző szűrő kimenetéből nyert Összefüggő komponenseket. Ezeket a tüdő belső régiója alapján címkézte, így a szélén összefolyó területek is különváltak, majd ezen területek határaira illesztette a parabolákat. Az eljárás gyengesége, hogy az egyes 'bordákhoz tartozó régiók bizonyos esetekben szétválmthatatlanul egybefolynak, tehát ezzel a megközelítéssel robusztus eljárás megvalósítása nem képzelhető el.The history of bone detection in chest x-ray images dates back to 1973, roriwaki (X I. Tortwaki, ¥, Smmega, T. Negoro and T. Fukumura; Pattern recognition of chest x-ray images. Computer Graphics and Image Processing, 2(3 ):252-271, 1973) approximated the ribs with parabolas whose vertices fall on a common line. Depending on the horizontal position, he obtained connected components from the outputs of three different filters. He labeled these based on the inner region of the lung, so that the converging areas at the edges were also separated, and then he fitted the parabolas to the borders of these areas. The weakness of the procedure is that in some cases the regions belonging to each 'rib' flow inseparably into one another, so it is not possible to implement a robust procedure with this approach.
Weschier (H. Wesehler and X Sklansky: Finding the rib cage in chest radiographs. Pattern Recognition, 9(1 ):21-30, 1977) 1976-ban már a teljes bordákat (a hasi és háti részi is) próbálta megtalálni. A bordákat parabolikus és elliptikus szakaszokra bontotta, Ezeket a szakaszokat külön-külön egy módosított Hough - transzformációval próbálta lokalizálni. Elő feldolgozásként felül áteresztő szűrőt is alkalmazott. A hasi és a háti szakaszokat egyWeschier (H. Wesehler and X Sklansky: Finding the rib cage in chest radiographs. Pattern Recognition, 9(1 ):21-30, 1977) already tried to find the complete ribs (both the abdominal and dorsal parts) in 1976. He divided the ribs into parabolic and elliptical sections. He tried to localize these sections separately with a modified Hough transformation. A high-pass filter was used as pre-processing. The abdominal and dorsal sections are one
47/3 negyedfokú poHnommal párosította. A módszer alkalmazásával a megtalált bordák 15% - a téves volt.He paired it with 47/3 fourth degree poHnom. Using this method, 15% of the ribs found were wrong.
Uj megközelítéssel állt elő Souza (P.de Souza: Automatic rib detection in chest radiograps. Computer vision, graphics and image processing, 23(2):129-161, .1983) 1982-ben. Nem alkalmaz él kiemelő szűrőt, így az eljárás gyorsítható. Első lépésként a tüdőterület szegmentálása történik, így a bordák keresését már a tüdőterületen belülre tudta korlátozni. A tüdőterületen belül függőleges intenzitás profilokat határozott meg és illesztett egymáshoz eltolással. Az illesztett profilokat összegezte és ezeken lokális szélsőértékeket keresett. A megtalált szélsőértékekből már vissza lehetett keresni a bordák többi pontját is, amelyeket ezután már pixel pontosan finomított. Hogy a kimeneti görbék ne legyenek túl zajosak, két parabola kombinációját illesztette rájuk. A módszerrel a középső 5-6 bordát elég gyorsan meg lehet találni, viszont a többi borda megtalálása nem biztosított. Az eljárás egyik fő hátránya, hogy a lokális szélsőérték keresés és a pixel szintű finomítás szabály alapú és meglehetősen bonyolult, a másik hátrány pedig, hogy a függőleges intenzitásprofilok illesztésénél csak eltolást alkalmaz.Souza (P.de Souza: Automatic rib detection in chest radiographs. Computer vision, graphics and image processing, 23(2):129-161, 1983) came up with a new approach in 1982. It does not apply an edge enhancement filter, so the process can be accelerated. As a first step, the lung area is segmented, so you could limit the search for ribs within the lung area. Within the lung area, vertical intensity profiles were determined and matched to each other by offset. He summed up the fitted profiles and looked for local extreme values on them. From the extreme values found, it was possible to find the other points of the ribs, which were then refined pixel by pixel. To make the output curves not too noisy, he applied a combination of two parabolas to them. With this method, the middle 5-6 ribs can be found quite quickly, but finding the other ribs is not guaranteed. One of the main disadvantages of the method is that the local extreme value search and the pixel-level refinement are rule-based and rather complicated, and the other disadvantage is that it only uses an offset when matching the vertical intensity profiles.
A nagy áttörést Yue (Z. Yue, A. Goshtasby and L. V. Ackerman: Automatic detection of rib border in chest radiographs. Medical Imaging, IEEE Transactions on, 14(3):525-536, 1995) 1995-ös cikke jelentette. Ez az eljárás is először a tüdőterületet próbálta körbehatárolni úgy, hogy vízszintes profilokon már dinamikus programozással kereste a tüdöterület határvonalát. Az eredményt arra használta fel, hogy a bordák külső szakaszát ehhez illessze. Kettéválasztotta a bordaíveket, a külső és belső részeket külön parabolákkal közelítette, és a belső részt egy approximált belső tüdőhatárhoz rögzítette. Ezeket a parabolákat egy módosított Hough - transzformációval próbálta lokalizálni, mely figyelembe vette ezeket a peremfeltételeket, és csak az ezeket kielégítő gradienssel rendelkező pontokat használta fel. A keletkezeit bordajelölteket egy szabály alapú rendszerrel szűrte meg, majd aktív kontúr (M.Kass, A. Witkin and D. Terzopolus Snakes: Active contour models. International journal of computer vision, 1(4):321-331, 1988) eljárással finomította az eredményt. A módszer gyenge pontja szintén a szabály alapú rendszer.The big breakthrough was the 1995 article by Yue (Z. Yue, A. Goshtasby and L. V. Ackerman: Automatic detection of rib border in chest radiographs. Medical Imaging, IEEE Transactions on, 14(3):525-536, 1995). This procedure also tried to delimit the lung area for the first time by searching for the boundary line of the lung area using dynamic programming on horizontal profiles. He used the result to match the outer section of the ribs to this. He divided the rib arches, approximated the outer and inner parts with separate parabolas, and attached the inner part to an approximated inner lung border. He tried to localize these parabolas with a modified Hough transformation, which took these boundary conditions into account and used only the points with a gradient satisfying them. He filtered the resulting rib candidates with a rule-based system and then refined them with an active contour (M.Kass, A. Witkin and D. Terzopolus Snakes: Active contour models. International journal of computer vision, 1(4):321-331, 1988) procedure the result. The weak point of the method is also the rule-based system.
Komoly előrelépést jelentett Ginneken (B. van Gínekken and B. M. ter Haar Romeny: Automatic delineation of ribs in frontal chest radiographs. In Proceedings of SPICE, volume 3979, page 825, 2000) 2000-es cikke, melyben a teljes bordarendszer hátsó bordaíveit próbálja meg leírni egy statisztikai modellel. A bordák alsó és felső ívét egy - egy parabolával közelíti, és 9 bordát vesz figyelembe. így 72 paraméterrel, le tudja írni a teljesGinneken's 2000 article (B. van Gínekken and B. M. ter Haar Romeny: Automatic delineation of ribs in frontal chest radiographs. In Proceedings of SPICE, volume 3979, page 825, 2000), in which he tests the posterior rib arches of the entire rib system, was a major step forward. describe with a statistical model. The lower and upper curves of the ribs are approximated by a parabola, and 9 ribs are taken into account. so with 72 parameters, you can describe the whole
47/4 bordarendszert. Az alsó 5-6 bordái, viszonylag nagy biztonsággal lokalizálja, viszont a felső bordák körberajzolásánál már nagy pontatlanságok adódnak,47/4 rib system. It locates the lower 5-6 ribs with a relatively high degree of certainty, but there are large inaccuracies in the outline of the upper ribs,
Suzuki (K. Suzuki. H< Abe, H. MacMahon: Image-processing technique for suppressing ribs in chest radiographs by means of massive training anifical neural network. Medical Imaging, IEEE Transactions on, 25(4):252-271, 2006) neurális hálók segítségével próbálta a csontokat meghatározni és eltüntetni. Laplace piramis reprezentáció) ú kép párok szintjeivel tanított neurális hálókat. A bemenet egy olyan kép volt melyen a csontok és a lágyszövetek egyaránt látszanak, a kimenet pedig a csontos kép. Az egyes neurális hálók különböző frekvenciájú képelemek leképzését tanulták meg. A módszerrel a végeredményként kapott legjobb esetben Is még jól kivehetőek a csontok, habár foltkeresés (tüdő elváltozás felismerés) szempontjából már ez is segítheti a diagnózist.Suzuki (K. Suzuki. H< Abe, H. MacMahon: Image-processing technique for suppressing ribs in chest radiographs by means of massive training anifical neural network. Medical Imaging, IEEE Transactions on, 25(4):252-271, 2006 ) tried to define and remove the bones with the help of neural networks. Laplace pyramid representation) trained neural networks with levels of pairs of images. The input was an image showing both bones and soft tissues, and the output was the bony image. Each neural network learned to map image elements with different frequencies. Even in the best case of the final result obtained with the method, the bones can still be easily discerned, although from the point of view of looking for spots (recognition of lung changes), this can already help the diagnosis.
Ugyancsak 2006-ban Loog és Ginneken (M. Loog, B. van Ginekké»; Segmentation of the posterior ribs in chest radiographs using .iterated contextual pixel classification. Medical Imaging, IEEE Transactions on, 25(5):602-611, 2006) egy merőben új megközelítéssel állt elő, a közvetlen bordaelimináláshoz hasonló módszert javasoltak. A kép egyes csontot tartalmazó pixeleinél nem a csontmentes kép azonos pixelének intenzitásértékéi akarták kiszámolni, hanem csak azt megmondani, hogy az adott pixel csonthoz tartozik-e, vagy nem. Az eredményük mérsékelt sikerű, lineáris szűrökkel és küszöbölésseí is el lehet érni közel h asonló eredményt,Also in 2006, Loog and Ginneken (M. Loog, B. van Ginekké»; Segmentation of the posterior ribs in chest radiographs using .iterated contextual pixel classification. Medical Imaging, IEEE Transactions on, 25(5):602-611, 2006 ) came up with a completely new approach, they proposed a method similar to direct rib elimination. For some pixels of the image containing bone, the intensity values of the same pixel of the bone-free image were not calculated, but only to say whether the given pixel belongs to bone or not. Their results are moderately successful, almost similar results can be achieved with linear filters and thresholding,
Pár hónappal később ugyancsak Loog és Ginekken (M, Loug. B« van Ginekken and AMR Schilham: Filter learning application to suppression of bony structures from chest radiographs. Medical image analysis, 10(6):826-.840, 2006) olyan ötlettel állt elő, mely nem az egész képet akarja egyben leképezni egy csomtalan képre, hanem egy filter segítségével független képpontokat képez le. Minden pixel környezetéből vektorokat állítottak elő általános operátorokat használva. Ezen vektorokat tömörítettek, majd kimenetnek a bemeneti vektorhoz legközelebbi tanító vektorhoz tartozó kimenet átlagát rendelték hozzá. A módszer a csontokat az előzőeknél jobban eliminálta, viszont a tüdőszövet is nagyban sérült.A few months later, Loog and Ginekken (M, Loug. B« van Ginekken and AMR Schilham: Filter learning application to suppression of bony structures from chest radiographs. Medical image analysis, 10(6):826-.840, 2006) also came up with an idea came up, which does not want to map the entire image into a lumpy image, but maps independent pixels with the help of a filter. Vectors were generated from the neighborhood of each pixel using general operators. These vectors were compressed, and then the average of the output corresponding to the training vector closest to the input vector was assigned to the output. The method eliminated the bones better than the previous ones, but the lung tissue was also greatly damaged.
Park (M. Park, X S> Jm, X. S, Wilson: Detection of abnormal texture in chest x-rays with reduction of ribs. In proceeding, of the Pan-Sydney area workshop on Visual information processing, pages 71-74. Australian Computer Society, Inc. 2004) először szegmentálta a bordákat majd, ezután kivonta az árnyékukat, Az árnyék kivonást egyszerűen próbálta megoldani. A függőleges intenzitás profilokon levonta a bordán belüli és a bordán kívüli különbséget a bordán belüliből. A módszerrel a tüdőszövet egyáltalán nem serül, a bordák árnyéka is nagyban csökken, azonban a bordák élei megmaradnak.Park (M. Park, X S> Jm, X. S, Wilson: Detection of abnormal texture in chest x-rays with reduction of ribs. In proceeding, of the Pan-Sydney area workshop on Visual information processing, pages 71-74. Australian Computer Society, Inc. 2004) first segmented the ribs and then extracted their shadows. He tried to solve shadow extraction simply. On vertical intensity profiles, the difference between inside and outside the rib was subtracted from inside the rib. With the method, the lung tissue is not scarred at all, the shadow of the ribs is greatly reduced, but the edges of the ribs remain.
47/547/5
Vogelsang (F. Vogelsang, F. Weiler, X Dahmen, M. Kilbmger, B. Wein and R. Gimther Detection and compensation of ri b structures in chest radiographs for diagnose assistance. In Proceedings of International Symposium on Medical Imaging, volume 3338, page L CCiteseer, 1998) már olyan bordaeliminálást alkalmazott mely a függőlegesek mentén nem egyenletesen kompenzált, hanem az oldalsó oszlopokat is figyelembe véve próbálta megállapítani a borda intenzitását egy adott pontban.Vogelsang (F. Vogelsang, F. Weiler, X Dahmen, M. Kilbmger, B. Wein and R. Gimther Detection and compensation of rib structures in chest radiographs for diagnosis assistance. In Proceedings of International Symposium on Medical Imaging, volume 3338, page L CCiteseer, 1998) already used a rib elimination method that did not compensate uniformly along the vertical lines, but tried to determine the intensity of the rib at a given point by taking into account the side columns as well.
Simkó (G, Simító, G.Orbáo, F. Máday and G, Horváth: Elimination of clavicleshadows to help automatic lung nodule detection on chest radiographs. In 4th European Conference of the International Federation for Medical and Biological Engineering, pages 488-491. Springer, 2009) kifinomultabb módszert alkalmaz. A függőleges intenzitás profitokat differenciálta, elmosta függőlegesen és a csontok ívével párhuzamosan egyaránt, majd ezt levonta az elmusatlanbóh Ezzel az eljárással a csontok tetszőleges mértékben eltüntethetők a képről. Ezzel a módszerrel el lehet érni azt a szintet, hogy a tüdőszövet sérülése szabad szemmel még nem feltűnő, miközben a csontok helyét már nem lehet beazonosítani.Simkó (G, Simító, G. Orbáo, F. Máday and G, Horváth: Elimination of clavicle shadows to help automatic lung nodule detection on chest radiographs. In 4th European Conference of the International Federation for Medical and Biological Engineering, pages 488-491. Springer, 2009) uses a more sophisticated method. The vertical intensity differentiated profits, washed them both vertically and parallel to the arc of the bones, and then this was subtracted by the invisible boh. With this method, it is possible to reach a level where the damage to the lung tissue is not yet noticeable to the naked eye, while the location of the bones can no longer be identified.
Általános vélemény, hogy a teljes bordarendszert először Plourde (F. Plourde, F.Cheriet and X Dansereau: Semi-automatic detection of scoliotic rib borders from postero-anterior chest radiographs. Biomedical Engineering, IEEE Transactions on, (99):1-1, 2011) találta meg egy fél automatikus módszerrel, mely bordánként 4 pontot vár a felhasználótól a szegmentáláshoz. Plourde a kiinduló pontokból él követő eljárással próbálja meg. követni a bordák vonalát és kihasználva az alsó és felső borda él párhuzamosságát választja ki az él követő gráfból a lehetséges útvonalat. Ez a megoldás reményt ad a probléma teljes megoldhatósága szempontjából, viszont gyengesége, hogy szüksége van a felhasználó által megadott pontokra, amik pontossága jelentősen kihat a módszer pontosságára.It is a general opinion that the entire rib system was first detected by Plourde (F. Plourde, F. Cheriet and X Dansereau: Semi-automatic detection of scoliotic rib borders from postero-anterior chest radiographs. Biomedical Engineering, IEEE Transactions on, (99):1-1 , 2011) was found by a semi-automatic method, which requires 4 points per rib from the user for segmentation. Plourde tries it with the following procedure starting from the starting points. to follow the line of the ribs and, taking advantage of the edge parallelism of the lower and upper ribs, selects the possible route from the edge-following graph. This solution gives hope in terms of the complete solvability of the problem, but its weakness is that it needs the points specified by the user, the accuracy of which significantly affects the accuracy of the method.
Az US 8.094.904 B2 (Method and system for bone suppression based on single x-ray image. Gregory G. Slabaugh, London (GB), Tong Fang, Morganville NJ (US), Kooksang Moon, North Brunswick NJ (US), Yunqlang Chen Plainsboro NJ (US) 2008.09.12) szabadalom szerinti eljárás egyetlen bementi röntgen felvételből kiindulva valósítja meg a csont struktúrák elnyomását, azaz csontszerkezet nélküli, csak a lágy részeket tartalmazó kép előállítását. Első lépésként a bementi képen 48 különböző szűréssel (Leug-Malik, Gaus szűrök.) alapvetően különböző frekvenciájú komponenseket szűr ki pixel szinten. Ezt követően a csak lágyrészeket tartalmazó kép úgy képződik, hogy kiindulva az eredeti képből pixel szinten határozza meg tanuló regressziós függvényeket (GPR, KNNR) használva az. adott pixelhez tartozó csak lágyrészeket tartalmazó képhez tartozó intenzitás értékei, .A tanuló regressziósUS 8,094,904 B2 (Method and system for bone suppression based on single x-ray image. Gregory G. Slabaugh, London (GB), Tong Fang, Morganville NJ (US), Kooksang Moon, North Brunswick NJ (US), Yunqlang Chen Plainsboro NJ (US) 12.09.2008) patented procedure starts from a single internal X-ray recording and realizes the suppression of bone structures, i.e. the production of an image without bone structure, containing only soft parts. As a first step, 48 different filters (Leug-Malik, Gauss filters) basically filter out components of different frequencies on the pixel level. After that, the image containing only soft parts is formed by starting from the original image and determining it at the pixel level using learning regression functions (GPR, KNNR). intensity values for a given pixel for an image containing only soft parts, .The student is regressive
47/6 függvények felhasználják a folyamat elején a bemeneti röntgen képből pixel szinten kiszűrt jellemzőket.Functions 47/6 use the features filtered at the pixel level from the input x-ray image at the beginning of the process.
A WO2011077334 Al (Bone suppression in x-ray radiograms. Berg Jens Von, Ulrich Neitzel 2011,06,30) szabadalom tárgya egy olyan rendszer, amivel általánosan egy forrásképről (röntgen felvétel) kontúrral határolt objektumot (bordacsontot) lehet eltávolítani. A módszer első eleme egy un, gradiens egység, ami a forrásképből egy gradiens mezőt számít ki. Ezt követi egy kiegyenlítő / simító / elmosó szűrő, ami a gradiens mezőt formálja, finomítja, Az ezt követő integráló egység a. módosított gradiens mezőből integrálással állítja elő az eltávolítandó objektum (bordacsont) képét, Végül az eredeti képből kivonásra kerül a bordacsontos kép. A szűrés kétdimenziós konvolúciós kernel, ami a borda kontúrral párhuzamos egydimenziós konvoíúciós kernel és a borda kontúrra merőleges egy dimenziós konvolúetós kernel együttes használata. Az első kernel (borda kontúrral párhuzamos) a borda kontúrok menten a kontúr mindkét oldalán szőr, míg a második kernel a kontúrokra merőlegesen a kontúrral elválasztott területeken szűr, függetlenül a kontúr helyzetétől és görbületétől.The subject of the patent WO2011077334 Al (Bone suppression in x-ray radiograms. Berg Jens Von, Ulrich Neitzel 2011,06,30) is a system that can generally be used to remove an object (rib bone) bounded by a contour from a source image (x-ray). The first element of the method is a gradient unit, which calculates a gradient field from the source image. This is followed by an equalizing / smoothing / blurring filter, which shapes and refines the gradient field. The following integration unit a. creates the image of the object to be removed (rib bone) by integration from a modified gradient field. Finally, the rib bone image is extracted from the original image. The filtering is a two-dimensional convolutional kernel, which is a combination of a one-dimensional convolutional kernel parallel to the rib contour and a one-dimensional convolutional kernel perpendicular to the rib contour. The first kernel (parallel to the rib contour) filters hair along the rib contours on both sides of the contour, while the second kernel filters perpendicular to the contours in the areas separated by the contour, regardless of the position and curvature of the contour.
A WO2014954018 A2 (Bone suppression in x-ray imaging, Andrae Goossen, Raoul Florent, Claire Levrier, Berg teas Von 2014.04.10.) találmány alapvetően orvosi képnézegető alkalmazáshoz, azon belül is főleg kardiológiai, angiugráhai irányú kép, vagy átvilágítási képek nézegetésénél valósít meg részleges csontelnyomást. A rendszer három részből áll. Tartalmaz egy képadat beviteli egységet, egy feldolgozó egységet és egy kijelző egységet. A. képadat beviteli egység „úgy van beállítva”, hogy a kép (kardiológiai, angiográfiás) egy a felhasználó által kijelölt régiójából veszi csak az információkat, A feldolgozó egység „úgy van beállítva”, hogy azonosítsa a képen az elnyomandó esontstruktörát és egyben el is végzi az elnyomási (részleges elnyomás) a kijelölt tartományban. A kijelző egység „úgy van beállítva’·, hogy megjelenítse a részben esontelnyomoít képet, A szabadalom nem részletezi, hogy mit takar az egyes egységek beállítása, nem ad információt a konkrét működésről és vállaltan csak részleges csontelnyomást képes megvalósítani.The invention WO2014954018 A2 (Bone suppression in x-ray imaging, Andrae Goossen, Raoul Florent, Claire Levrier, Berg teas Von 10.04.2014) is basically implemented for medical image viewing applications, including mainly when viewing cardiology, angiography images or screening images and partial bone suppression. The system consists of three parts. It includes an image data input unit, a processing unit and a display unit. A. the image data input unit is "set up" so that it only receives information from a region of the image (cardiology, angiography) designated by the user. performs suppression (partial suppression) in the designated range. The display unit is "set up" to display the partially occluded image. The patent does not detail what the setting of each unit entails, it does not provide information about the specific operation, and it is claimed that it can only achieve partial bone suppression.
A 20140079309 (Rib suppression in radiographic images, Zhimin Huo (Pittsford, NY,US), Jing Zhang (Shanghai, CN. 2014,03.20)) szabadalom a mellkas röntgen képen valósít meg bordakeresést és elnyomást. A módszer először alapvetően él kiemelő / él kereső eljárással keres bordakontúrokat (egy vagy több bordát) a röntgenfelvételen, amiket címkével lát el. Ezt követően a talált bordaívekte az adatbázisban levő bordarendszer modellek közül kiválasztja a legjobban illeszkedőt. A kiválasztott modell felhasználásával finomítja a kiindulási bordakontúrokat, illetve további bordakontúrokat keres és illeszt. Közben módosítja aThe patent 20140079309 (Rib suppression in radiographic images, Zhimin Huo (Pittsford, NY, US), Jing Zhang (Shanghai, CN. 2014,03.20)) implements rib detection and suppression in chest X-ray images. The method first basically looks for rib contours (one or more ribs) on the X-ray image with an edge highlighting / edge search process, which it labels. After that, the found rib arch selects the best fitting one from the rib system models in the database. Using the selected model, it refines the starting rib contours and searches for and fits additional rib contours. Meanwhile, he modifies the
47/7 kiválasztott. bordarendszer modell paramétereit is a páciens egyediségét is figyelembe véve. Az interaktív borda behatárolás után, képzi a borda elnyomott képet A módszerhez előzetesen nagyszámú bordarendszer modell szükséges.47/7 selected. parameters of the rib system model, taking into account the individuality of the patient. After delimiting the interactive rib, it forms the suppressed image of the rib. The method requires a large number of rib system models in advance.
Az US 8.155.412 (Device, method and computer readable recording medium containing program for separating Image components. Kitamura; Yoshiro AshigarakamLgun, JP) szabadalom szerinti „kép komponens szétválasztó módszer” általánosan egynél több röntgenfelvétel alkalmazásával egynél több előre meghatározott kép komponens szétválasztását valósítja meg. Mellkasi bordarendszer meghatározásánál és elnyomásánál az egynél több kép két különböző energiájú röntgen felvételt jelent, az egynél több komponens pedig a bordarendszert és a lágy részeket (tüdő) jelenti. A különböző energiájú képekből a szükséges képkomponens, kinyeréséhez a kép pixeleken végez előre meghatározott súlyozó faktorokat alkalmazva súlyozott Összegzést. A módszer alkalmazásához két különböző energiájú felvétel szükséges.The "image component separation method" according to patent US 8,155,412 (Device, method and computer readable recording medium containing program for separating Image components. Kitamura; Yoshiro AshigarakamLgun, JP) generally realizes the separation of more than one predetermined image component by using more than one X-ray image. . When defining and suppressing the thoracic rib system, more than one image means two x-rays with different energies, and more than one component means the rib system and soft parts (lungs). To extract the required image component from images with different energies, it performs a weighted summation on the pixels of the image using predetermined weighting factors. To apply the method, two recordings with different energies are required.
Az 1187,545.965 (Image modification and detection using massive training artificial neural networks (MTANN.) Suzuki; Kenji (Clarendon Hills, IL), Dol; Kunio (Willowbrook. IL) 2003.11.10.) szabadalom ajánl módszert, eljárást és számítógépes programot általánosan orvos diagnosztikai képen (röntgenfelvételen) megjelenő anatómiai struktúrák módosítására (csontrendszer elnyomás). Az eljáráshoz szükséges egy un. első orvosi kép, ami tartalmazza a teljes anatómiai struktúrát. Ezt követően az első orvosi kép többszörös feldolgozásra kerül. Az így keletkező képeket tanuló, mesterséges neurális hálózatok (MTANN) hozzák létre. A neurális hálózatok úgy vannak tanítva, hogy az első kép egy adott felbontásához (adott frekvencia tartományához) tartozó anatómiai struktúrái jelenítsenek meg. Az így előállított képeket kombinálva jön létre az un. második orvosi kép. Amennyiben a feladat csontstruktúra elnyomása, akkor a különböző felbontású (frekvencia tartalmú) képek a csontokhoz tartozó frekvenciák, a keletkező un. második kép a csontos kép, amit kivonva az un. első, orvosi képből jön létre a esontelnyomott kép.Patent 1187,545,965 (Image modification and detection using massive training artificial neural networks (MTANN.) Suzuki; Kenji (Clarendon Hills, IL), Dol; Kunio (Willowbrook. IL) 11/10/2003) offers a method, process and computer program in general, to modify the anatomical structures appearing on a doctor's diagnostic image (x-ray) (suppression of the skeletal system). The procedure requires a so-called first medical image that includes the entire anatomical structure. After that, the first medical image is processed multiple times. The resulting images are created by learning artificial neural networks (MTANN). Neural networks are trained to display the anatomical structures of a given resolution (given frequency range) of the first image. By combining the images produced in this way, the so-called second medical image. If the task is to suppress the bone structure, then the images with different resolutions (with frequency content) are the frequencies belonging to the bones, the resulting so-called the second image is the bony image, which, when subtracted, is the so-called the printed image is created from the first medical image.
Az US 8.913.817 (Rib suppression in radiographic images. Huo; Zhimin Pittsford NY US, Xu; Fan Pudong Ν Ά CN, Chen; Shoupu Rochester NY US, Chen; Qinran Pudong N/A CN 2014.12.06.) szabadalom eljárási ajánl mellkas röntgenképen borda elnyomásra. A módszer felismer és címkéz egy vagy több bordacsontot a vizsgált területen és meghatározza a borda éleket a felismert bordacsontokon. Ezt követően keresztirányú borda profilokat generál a felismert borda mentén. Végül módosítja az eredeti röntgen képet a meghatározott (legalább egy) borda élek és borda profilok felhasználásával. A módszer először pixel szinten dönti el, hogy az adott pixel bordacsonthoz tartozik, vagy nem. Ezután a bordacsonthoz tartozónak véltUS 8,913,817 (Rib suppression in radiographic images. Huo; Zhimin Pittsford NY US, Xu; Fan Pudong Ν Ά CN, Chen; Shoupu Rochester NY US, Chen; Qinran Pudong N/A CN 2014-12-06) patent procedure recommendation chest x-ray for rib compression. The method recognizes and labels one or more ribs in the examined area and determines the rib edges on the recognized ribs. It then generates transverse rib profiles along the recognized rib. Finally, it modifies the original X-ray image using the defined (at least one) rib edges and rib profiles. The method first decides at the pixel level whether the given pixel belongs to a rib bone or not. Then he thought it belonged to the rib
47/8 pixeleken némi előzetesen ismert bordastruktúrát (borda ék borda vastagság, borda helyzet) használva határoz meg bordákat. A módszerhez kiindulási adatbázis szükséges.On 47/8 pixels, it defines ribs using some previously known rib structure (rib wedge rib thickness, rib position). The method requires a starting database.
A 201.40140603 (Clavicle suppression in radiographic images. Huo; Zhimin 2014.05.22,) szabadalom szerinti módszer röntgen képen a kulcscsont keresését és elnyomását valósítja meg. Először a tüdő tartományt határozza meg, majd legalább egy olyan részét a kulcsesontnak, ami kívül esik a tüdő régión. A kereséshez él kiemelő (differenciáló) szűrőt, vagy tanuló rendszert, vagy gradiens módszert, vagy Laplace szűrőt alkalmaz. Ezt követően meghatározza az előbbi kulcscsont rész éleit (kontúrjait), maid kitép észtéit él kereső eljárással meghatározza a kulcscsont éleit a tüdőn belüli régióban is. Ezt követően generálja az élekkel körbe határolt kulcscsont maszkját.The method according to patent 201.40140603 (Clavicle suppression in radiographic images. Huo; Zhimin 22.05.2014,) realizes the search for and suppression of the clavicle on an X-ray image. It first defines the lung region, then at least a part of the clavicle that is outside the lung region. For the search, it uses an edge highlighting (differentiating) filter, or a learning system, or a gradient method, or a Laplace filter. After that, it determines the edges (contours) of the former part of the clavicle, and by tearing out its fibers, it also determines the edges of the clavicle in the region inside the lungs using an edge-finding procedure. After that, generate the mask of the clavicle bounded by the edges.
A bordakeresŐ eljárások mindegyike számos, hasonló lépést alkalmaz. Ilyen lépesek a tüdőterület szegmentálása, a bordák kiinduló kontúrjának meghatározása, majd a bordakontúrok fokozatos finomítása. Az Ismert eljárások hiányossága, hogy vagy olyan matematikai modellt (ph parabola illesztés) alkalmaznak, amely nem képes a bordakontúrok egyedi változatosságát / különbözőségét kezelni, vagy ha kezelik, akkor helytelenül. Miközben minden borda egyedi görbületi kontúrokkal rendelkezik, az egész bordarendszer együttes modelljét is meg kell alkotni és felhasználni, amit fenti eljárások, egyáltalán nem, vagy nem megfelelően alkalmaznak. További hiányosság, hogy a megfogalmazott optimalizálási feladatnál sokszor kis hatékonyságú, szabály alapú megoldást alkalmaznak, így az eddigi megoldások nem elég robosztusak és/vagy pontosak, illetve a tüdöteröleten lévő bordakontúroknak csak egy részét/töredékét találják meg. Ezért célként megfogalmazható az eddigieknél hatékonyabb, gyorsabb, pontosabb, eredményesebb eljárás kidolgozása.All rib-finding procedures use a number of similar steps. Such steps include segmenting the lung area, determining the initial contour of the ribs, and then gradually refining the rib contours. The shortcoming of the Known procedures is that either a mathematical model (ph parabola fitting) is used that is not able to handle the unique variety / difference of the rib contours, or if it is handled, it is handled incorrectly. While each rib has unique curvature contours, a joint model of the entire rib system must also be created and used, which the above procedures do not apply at all or not properly. Another shortcoming is that in the formulated optimization task, an inefficient, rule-based solution is often used, so the solutions so far are not robust and/or accurate enough, and they only find a part/fragment of the rib contours on the lung area. Therefore, the goal can be formulated to develop a more efficient, faster, more accurate and more effective procedure than before.
A találmány szerinti megoldás lényegét a következő felismerések képezik:The essence of the solution according to the invention is the following findings:
A találmány szerinti megoldás lényege elsősorban az a felismerés, hogy a bordarendszerhez, ezen belül a borda vastagságokhoz, illetve bordaközi távolságokhoz illeszkedő sűrűségű, kétdimenziós iránymezőt alkalmazva, amely a borda kontúrok környezetében hűen adja vissza a bordakontúrok érintőit, pontosabban érintőinek a meredekségét, a feltételezett bordarendszer középvonal által meghatározott bordák középvonal pontjaiból, indított lépésenként! integrálással a bordakontúr - általánosságban, a bordakontúrt leíró matematikai függvény ismerete nélkül - meghatározható.The essence of the solution according to the invention is primarily the realization that by using a two-dimensional directional field with a density matching the rib system, including the rib thicknesses and inter-rib distances, which faithfully reproduces the tangents of the rib contours, or more precisely the slope of the tangents, the assumed rib system ribs determined by the center line from the center line points, per started step! by integration, the rib contour can be determined - in general, without knowing the mathematical function describing the rib contour.
A találmány szerinti megoldás lényege másodsorban az a felismerés, hogy egy p képponthoz tartozó bordaív megtalálására előnyösen használható módszer a p képponton átmenő rövid, függőleges szakasz által középen metszett, illeszkedő körívek paramétereinek, mint R illeszkedő körív sugara, κ illeszkedő körív görbülete (R :::: ί/κ), a illeszkedő körívThe essence of the solution according to the invention is, secondly, the realization that the method that can be advantageously used to find a rib arc belonging to a pixel p is the parameters of matching circular arcs intersected in the middle by a short vertical section passing through pixel ap, such as the radius of the matching circular arc R, the curvature of the matching circular arc κ (R ::: : ί/κ), the fitting circular arc
47/9 dőlésszöge, s illeszkedő körív függőleges eltolása, rögzített szélsőértékek közötti adott felbontással való teljes bejárása, amíg a körív két oldalán, d^ szélességű sávban összegezett körív feletti és körív alatti intenzitás értékek különbsége, borda alsó ív keresése esetén maximális értékű lesz. Fenti intenzitás értékeket is használó költségfüggvény helyi maximális értekét megtalálva a vizsgált p képpontban az iránymező első közelítésbeli értékét az illeszkedő körív érintőjének iránya adja radiánban. A bordák felső ívének keresésekor az illeszkedő körív feletti és a körív alatti intenzitás értékek különbségének a minimumát kell keresni, hiszen felső bordaív felett nincs borda, ott az intenzitás értékek kicsik. Az illeszkedő körív paramétereinek konkrét tartományait, a d^ sávszélességet nagyszámú, valós röntgenfelvétel elemzésével készült statisztikákból határoztuk meg, amelyeket a 2. ábra ismertetésekor adunk meg.47/9 tilt angle, s vertical displacement of a matching circular arc, complete traversal between fixed extreme values with a given resolution, until the difference of the intensity values above and below the circular arc summed up on both sides of the circular arc, in a band of width d^, reaches its maximum value in the case of searching for the lower arc of the rib. After finding the local maximum value of the cost function that also uses the above intensity values, the first approximation value of the direction field in the analyzed pixel p is given by the direction of the tangent of the corresponding circular arc in radians. When searching for the upper arch of the ribs, the minimum of the difference between the intensity values above and below the matching circular arch must be sought, since there is no rib above the upper rib arch, and the intensity values there are small. The specific ranges of the parameters of the fitting circular arc, the bandwidth d^, were determined from the statistics made by analyzing a large number of real radiographs, which are given in the description of Figure 2.
A találmány szerinti megoldás lényege harmadsorban az a felismerés, hogy a fenti kereses kivitelezhetősége, valamint a végrehajtási sebesség és a minőség közti kompromisszum, azaz gyors algoritmus, de a további feldolgozás számára még kezelhető bordaív közelítést hibával, biztosítása miatt a κ illeszkedő körív görbületének, az a illeszkedő körív dőlésszögének és az s illeszkedő körív függőleges eltolásának értékkészletét diszkretízáíní kell, azaz meg kell adni, hogy a szélsőértékek között fenti paraméterek hány n számú különböző értéket vehetnek fel a lineáris skálán egyenletesen elosztva. A paraméterek értékkészletét, a lépésközt nagyszámú, valós röntgenfelvétel elemzésével készült statisztikákból határoztuk meg, amelyeket a 2. ábra ismertetésekor adunk meg.The essence of the solution according to the invention is, thirdly, the recognition that, due to the feasibility of the above search, as well as the compromise between execution speed and quality, i.e., a fast algorithm, but still a manageable costal arc approximation with errors for further processing, the curvature of the fitting circular arc κ, the the set of values of the tilt angle of the fitting circular arc and the vertical displacement of the fitting circular arc s must be discretized, i.e. it must be specified how many n different values the above parameters can take between the extreme values evenly distributed on the linear scale. The set of values of the parameters and the step interval were determined from the statistics made by analyzing a large number of real radiographs, which are given in the description of Figure 2.
A találmány szerinti megoldás lényege negyedsorban az a felismerés, hogy az eddig részletezett eljárás egyben hatásos zavarszűréin is biztosit. Ennek oka részben az intenzitásösszegezés, mint integrálás, részben a κ illeszkedő körív görbületének és az a illeszkedő körív dőlésszögének értékkorlátozása.The essence of the solution according to the invention is primarily the realization that the method detailed so far also ensures effective interference filters. The reason for this is partly the intensity summation as integration, and partly the value limitation of the curvature of the fitting circular arc κ and the angle of inclination of that fitting circular arc.
A találmány szerinti megoldás lényege ötödsorban az a felismerés, hogy a terjes köríves iránymező meghatározásakor az átlagos iránymező felhasználása, az anatómiai ZAiok hatását csökkenti. Nevezetesen a felső ívek szűrése az alsó ívekből generált simított, átlagolt iránymezővel, míg az alsó ívek szűrése a felső ívekből generált simított, átlagolt iránymezovel történik, Például az alsó ívekhez tartozó átlagolt iránymezőt egyszerűen egy adott tói kép alsó burdaíveihez, tartozó iránymező értékek átlagolásával állítjuk elő. Fenti módszer alapja, hogy egy adott borda esetén az alsó és felső bordaív alakja, vonalvezetése alapvetően azonos jellegű, viszonylagos párhuzamosságuk feltételezhető,The essence of the solution according to the invention is, in the fifth place, the recognition that the use of the average direction field when determining the broad circular direction field reduces the effect of the anatomical ZAiok. Namely, the upper arcs are filtered with the smoothed, averaged direction field generated from the lower arcs, while the lower arcs are filtered with the smoothed, averaged direction field generated from the upper arcs. For example, the averaged direction field for the lower arcs is simply produced by averaging the direction field values belonging to the lower arcs of a given lake image. . The above method is based on the fact that, in the case of a given rib, the shape and outline of the lower and upper rib arches are essentially the same, and their relative parallelism can be assumed,
A találmány szerinti megoldás lényege hatodsorban az a felismerés, hogy a borda körvonalakat két lépésben célszerű meghatározni. Az első lépésben az alsó és felső lehetségesSixthly, the essence of the solution according to the invention is the realization that it is advisable to determine the rib contours in two steps. In the first step, lower and upper are possible
47/10 bordaivek meghatározása történik a ci;5i^ bordák középvonal pontjaiból kiindulva az iránymező kétirányú integrálásával, majd a VBI végleges bordaivek a lehetséges bordaívek (bordavonalak) közöl kerülnek kiválasztásra.47/10 rib lines are determined starting from the midline points of the ribs ac i;5 i^ by two-way integration of the direction field, then the final VBI rib lines are selected as the possible rib arcs (rib lines).
A találmány szerinti megoldás lényege hetedsorban az a felismerés, hogy a végleges bordavonalak pozíciójának kiválasztására előnyösen alkalmazható a DPABPME dinamikus programozás alapú bordaív pozíció meghatározó eljárás, amely az egydimenziós bordajelet és a bordák valószínű elhelyezkedésére és vastagságára vonatkozó statisztikai modellt is használja.Seventhly, the essence of the solution according to the invention is the realization that the DPABPME dynamic programming-based rib arch position determination procedure, which also uses the one-dimensional rib signal and the statistical model for the likely location and thickness of the ribs, can be advantageously used to select the position of the final rib lines.
A találmány szerinti megoldás lényege nyolcadsorban az a felismerés, hogy DPABPME dinamikus programozás alapú bordaív pozíció meghatározó eljárással meghatározott bordaivek a DPACSPE dinamikus programozás alapú csontkörvonal pontosító eljárással tovább finomíthatok.Eighthly, the essence of the solution according to the invention is the recognition that the ribs defined by the DPABPME dynamic programming based costal arch position determination method can be further refined with the DPACSPE dynamic programming based bone outline refinement method.
A találmány szerinti megoldás lényege kikmeedsorban az a felismerés, hogy a DPACSPE dinamikus programozás alapú csontkörvonal pontosító eljárás pontossága javítható, ha az eljárást az alsó és felső bordái ven egyszerre alkalmazzuk a DPA2CSPE dinamikus programozás alapú kettős csontkörvond pontosító eljárásban, felhasználva, hogy egy adott borda esetén az alsó és felső bordaívek viszonylagos párhuzamossága feltételezhető.The essence of the solution according to the invention is primarily the realization that the accuracy of the DPACSPE dynamic programming-based bone contour refinement procedure can be improved if the procedure is applied simultaneously to the lower and upper ribs in the DPA2CSPE dynamic programming-based double bone contour refinement procedure, using the fact that in the case of a given rib the relative parallelism of the lower and upper rib arches can be assumed.
A találmány szerinti bordakeresési eljárás fő lépései: konvex körív alakú élek keresése a képeken, iránymező illesztése a talált élekre, az iránymező használatával görbesereg generálása, amely görbék lehetséges bordaivek, a görbék közül azok kiválasztása, amelyek jól illeszkednek az eredeti képre és emellett valószínűségi modell szerint lehetséges hordaívek, kiválasztott görbék finomítása.The main steps of the edge search method according to the invention are: searching for convex circular arc-shaped edges in the images, fitting a direction field to the found edges, using the direction field to generate a set of curves, which curves are possible edge edges, selecting among the curves those that fit the original image well and also according to a probability model possible carrier arcs, refinement of selected curves.
A szabadalom 1. igénypontja magában foglalja a bordakeresés teljes folyamatát, kiindulva a kétdimenziós röntgenképből, eljutva a bordarendszer meghatározásáig, a bordakeresés lépéseit szigorú sorrendben ismetetve. Részletesen leírja a találmány szerinti KKAÉK konvex körív alakú éleket kereső egység, az EDÖE egydimenziós bordajél előállító egység, a DPABPME dinamikus programozás alapú bordaív pozíció meghatározó eljárás, a DPACSPE dinamikus programozás alapú csontkörvonal pontosító eljárás és a DPA2CSPE dinamikus programozás alapú kettős csontkörvonal pontosító eljárás menetét, amelyek a szabadalom újdonságait jelentik.Claim 1 of the patent includes the entire process of the rib search, starting from the two-dimensional X-ray image, reaching the definition of the rib system, repeating the steps of the rib search in strict order. It describes in detail the process of the KKAÉK convex circular edge search unit according to the invention, the EDÖE one-dimensional rib mark generation unit, the DPABPME dynamic programming based rib arch position determination method, the DPACSPE dynamic programming based bone contour refinement method and the DPA2CSPE dynamic programming based double bone contour refinement method, which represent the novelties of the patent.
A 2. igénypont a KKAÉK konvex körív alakú éleket kereső egység eljárása során alkalmazandó célszerű korlátozást definiál.Claim 2 defines an expedient limitation to be applied during the process of the KKAÉK convex circular arc-shaped edge-finding unit.
A 3. igénypont a KKAEK konvex körív alakú éleket kereső egység eljárása során alkalmazandó szűrést határoz meg.Claim 3 defines filtering to be used during the process of the KKAEK convex circular arc edge search unit.
47/1147/11
A 4, igénypont az ESZÚ kép előszűrő egység egy konkrét megvalósítását definiálja.Claim 4 defines a specific implementation of the ESZÚ image prefilter unit.
A találmány szerinti eljárás, valamint annak értelmezéséhez szükséges fogalmak részletes ismertetéséhez rajzokat használunk, ahol azFor a detailed description of the method according to the invention, as well as the concepts necessary for its interpretation, we use drawings, where it is
1. ábra egy p képponthoz tartozó bordaív kereséséhez használt körívet, valamint a kereséshez használt paramétereket szemlélteti, aFigure 1 illustrates the circular arc used to search for a rib arc belonging to a pixel p, as well as the parameters used for the search, the
2. ábra egy képponthoz tartozó körív két oldalán adott távolságra elhelyezkedő képpontokat (n~5 esetre) mutatja az intenzitás értékek összegzéséhez, aFigure 2 shows the pixels located at a given distance on both sides of the circular arc belonging to a pixel (for n~5 cases) for the summation of the intensity values, the
3, ábrán a bal tüdő félen a bordaív kereséséhez használt rácsháló látható, aFigure 3 shows the mesh used to search for the rib cage on the left lung side, a
4« ábra a közelítő bordái v képzését mutatja az iránymező alapján, azFigure 4« shows the formation of the approximating ribs v based on the direction field, that is
5. ábra két különböző közelítő bordaív lehetséges Illeszkedését mutatja egy valós bordához, aFigure 5 shows the possible fitting of two different approximate rib arches to a real rib, a
6a. és a ó.b ábrákon a h[n] bordajel módosításának az első két lépése, míg a6a. and the first two steps of modifying the rib signal h[n] in figures ó.b, while a
7a. és a 7b. ábrákon a h(n] bordajel módosításának harmadik és negyedik lépése látható, a7a. and 7b. Figures show the third and fourth steps of modifying the rib signal h(n), a
8a. és 8b. ábrák a bordarendszer statisztikai jellemzéséhez szükséges mennyiségeket és azok származtatását mutatják, a8a. and 8b. figures show the quantities required for the statistical characterization of the rib system and their derivation, a
9a. és a 9b. ábrákon valós mintákból nyert borda vastagság értékek, illetve bordaközt távolság értékek és a rájuk fektetett polinomok láthatók, a9a. and 9b. figures show rib thickness values and inter-rib distance values obtained from real samples and the polynomials superimposed on them, the
10a. és a 10b. ábrákon valós mintákból nyert egymást követő borda vastagságok arányai, illetve egymást követő bordaközi távolságok arányai és a rájuk fektetett polinomok láthatók, a10a. and 10b. figures show the ratios of consecutive rib thicknesses obtained from real samples, as well as the ratios of consecutive inter-rib distances and the polynomials superimposed on them, the
11. ábra az egyszerűsített bordakeresés lépéseit szemlélteti, aFigure 11 illustrates the steps of the simplified rib search, a
12, ábrán a részletes bordakeresés, a DPABPME dinamikus programozás alapú bordaív pozíció meghatározó eljárás lépései láthatók, aFigure 12 shows the steps of the detailed rib search, the DPABPME dynamic programming based rib arch position determination procedure, the
13. ábra ugyanazon borda felső hordaívéről az alsó bordaívére való átlépés folyamatát mutatja részletes bordakereséskor, a DPABPME dinamikus programozás alapú bordaív pozíció meghatározó eljárás során, aFigure 13 shows the process of transitioning from the upper rib arch to the lower rib arch of the same rib during a detailed rib search, during the DPABPME dynamic programming based rib arch position determination procedure, the
14, ábra az. alsó bordaívrö! a következő borda felső bordaívére való átlépés folyamatát mutatja részletes bordakereséskor, a DPABPME dinamikus programozás alapú bordaív pozíció meghatározó eljárás során, a14, figure is. lower rib cage! shows the process of moving to the upper rib arch of the next rib during a detailed rib search, during the DPABPME dynamic programming based rib arch position determination procedure, the
15. ábra a DPACSPE dinamikus programozás alapú csontkörvonal pontosító eljárás mentét szemlélteti, aFigure 15 illustrates the DPACSPE dynamic programming-based bone outline refinement procedure, the
16, ábra a 15. ábrából kiemelve három kiindulási görbepontra szemlélteti a DPACSPE dinamikus programozás alapú csontkörvonal pontosító eljárást és a jelölések értelmezését, aFigure 16 illustrates the DPACSPE dynamic programming-based bone contour refinement procedure and the interpretation of the markings for three starting curve points, extracted from Figure 15.
47/1247/12
17a, 17b és a 17c. ábrákon a DPACSPE dinamikus programozás alapú csontkörvonal pontosító eljárás során alkalmazott normál irányú szűrő három, lehetséges megvalósítását mutatja, a17a, 17b and 17c. The figures show three possible implementations of the normal direction filter applied during the DPACSPE dynamic programming-based bone outline refinement procedure, the
18. ábra a DPA2CSPE dinamikus programozás alapú kettős csontkörvonal pontosító eljárás menetét szemlélteti, aFigure 18 illustrates the course of the DPA2CSPE dynamic programming-based double bone contour refinement procedure, the
19. ábrán a borda mindkét ívének egyidejű illesztése estén a költségek tárolására használt három dimenziós tömb felépítése látható, aFigure 19 shows the structure of the three-dimensional block used to store the costs during the simultaneous fitting of both edges of the rib, the
20. ábra az előbbi három dimenziós tömb egy szeletének felépítését szemlélteti, végül aFig. 20 illustrates the structure of a slice of the former three-dimensional array, finally a
21. ábra a találmány szerinti eljárás részletes, blokkdiagramszerű felépítését és egyben működéséi mutatja.Figure 21 shows the detailed, block-diagram-like structure of the method according to the invention, as well as its operations.
A találmány szerinti eljárást az 1. igénypontnak megfelelően az alábbiak szerint valósítjuk meg. Az egyes lépések sorrendjét és kapcsolatát a 21. ábra mutatja. Az előzetes feldolgozás során a KTRF kétoldalas tüdőröntgen felvétel az EFE elő feldolgozó egységen átjutva a KKOB kép koordináta rendszerét beállító egységbe, majd a KOEO kétoldalas röntgenfelvételt egyoldalassá alakító egységbe kerül. A már egyoldalas, elöfeldolgozott, koordináta rendszerrel ellátott kép keretét a KKEB kép keretét beállító egység hozza létre, majd az ESZE elöszegmentáló egység meghatározza a ej tüdőkörvpnalat (3. ábra) és létrehozza a J1 előszegmentált képet. Az így kapott J1 előszegmentált képet a KE kiértékelő egység részét képező ESZÜ kép előszűrő egység formálja a PBE paraméter beállító egységből jövő J2 ESZÜ bementi paraméterek felhasználásával és generálja a J3 előszűrt képet.In accordance with claim 1, the method according to the invention is implemented as follows. Figure 21 shows the order and relationship of the individual steps. During the preliminary processing, the KTRF double-sided lung X-ray image passes through the EFE pre-processing unit to the KKOB image coordinate system adjustment unit, and then to the KOEO double-sided X-ray image conversion unit. The frame of the already one-sided, pre-processed image with a coordinate system is created by the KKEB image frame setting unit, then the ESZE pre-segmentation unit determines the lung contour (Figure 3) and creates the J1 pre-segmented image. The pre-segmented image J1 obtained in this way is shaped by the ESZÜ image prefilter unit, which is part of the KE evaluation unit, using the J2 ESZÜ input parameters from the PBE parameter setting unit and generates the J3 prefiltered image.
Az ESZÜ kép előszűrő egység a 4. igénypont szerinti lehetséges megvalósítása egy kúpos kernel, melynek felépítése; (120-r)/(r+5) + 10 +1.05r +l000gausstt^ (r) ha |r | < 15, egyébként 0, a kernel J2 bemeneti paraméterei az r kernel sugár, a μ (függőleges borda) pozíció és a σ szórás.The possible implementation of the ESZÜ image prefilter unit according to claim 4 is a conical kernel, the structure of which; (120-r)/(r+5) + 10 +1.05r +l000gauss tt ^ (r) if |r | < 15, otherwise 0, kernel J2 input parameters are kernel radius r, μ (vertical rib) position and standard deviation σ.
Ezt követően a már előfeldolgozott, koordináta rendszerrel ellátott, egyoldalassá alakított, előszegmentált, szűrt képen konvex körív alakú éleket keresünk, majd a talált élekre iránymezőt illesztünk. Az iránymező alapján görbesereget (íveket) generálunk, melyekből aztán kiválasztjuk azon közelítő íveket, amelyek jól illeszkednek a képre és emellett az együttes elhelyezkedésük később ismertetendő valószínűségi modell szerint nagy valószínűségű, azaz lehetséges bordaívek. Végül a kiválasztott íveket (görbéket) .finomítjuk. Az 1. ábra a p képponthoz tartozó bordaív keresését szemlélteti. A bordaív kereséshez a KKAEK konvex körív alakú éleket kereső egységben körívet használunk. Az egység bemenete a J3 előszűrt kép, a kereséshez szükséges .14 vizsgálandó paraméter tartományok és alkalmazandó felbontások a PBE paraméter beállító egységből (21. ábra) érkeznek, nevezetesen a κ illeszkedő körív görbülete, R illeszkedő körív sugara (R - l/κ), U illeszkedő körív hossza, d^ sávszélesség, a illeszkedő körív dőlésszöge, s illeszkedő körív függőleges eltolása és n azon képpontok száma, amennyit használunk a di/2 szélességű sávban az intenzitásértékek összegzéséhez szélső érték kereséskor, A illeszkedő körív csócspontü körív tk illesztő körív középső pontja a p képponttól s illeszkedő körív függőleges eltolás távolságra van.. A G Illesztő körív középső pontján, áthaladó érintő a illeszkedő körív dőlésszöget zár be a h illesztő körív középső pontján áthaladó az s illeszkedő körív függőleges eltolására merőleges egyenessel. Az 1. ábrán β az illeszkedő körív bejárt szöge. A körív egyes paramétereit a paramétertér rögzített szélsőértékei között adott felbontással teljesen bejárjuk. (A használt paramétereket, azok szélső értékeit és a szélső értékek között egyenletes elosztással felvehető értékek számát az (1)...(9) egyenletek határozzák meg). Majd a 2. ábrának megfelelően a körív mentén s^mmeirikusan dk szélességű sávot hozunk létre, Minden felvehető paraméter változatra, külön Összegezzük a felső és alsó dy2 szélességű sáv peremén, az intenzitás értékeket alul és felül n képpontban és képezzük azok különbségét, azaz a .felső d^/2 szélességű sáv peremén összegzett intenzitás énekekből kivonjuk az alsó <M2 szélességű sáv peremén összegzett intenzitás értékekei majd keressük a különbségek szélső értékét, borda alsó ív keresés esetén a maximumot. A költségfüggvény helyi maximális értékét megtalálva a vizsgált p képpontban az itánymező értékét a maximális intenzitás különbséget adó körív érintőjének iránya adja indiánban. A 2. ábra a p pont esetében oldalanként n«=5 képpontra, azaz pn pts felső képpontra és pat..p8s alsó képpontra vonatkozik. A fenti leírás alsó bordaív keresésére vonatkozik. A bordák felső ívének keresésekor az ív feletti és alatti intenzitás értékek különbségének a minimumát kell keresni, mivel borda felsőiv fölött nines bordatartalom. A keresés kivitelezhetősége, a sebesség és a minőség közti kompromisszum, azaz, elég gyors algoritmus, még kezelhető bordaív közelítési hiba biztosításához az s illeszkedő körív függőleges eltolásának, az a illeszkedő körív dólésszögének és a k. illeszkedő körív görbületének az értékkészletét diszkretizálm és korlátozni kell. Nagyszámú, valós röntgenfelvételen végzett programiuttatás után a legjobb eredményt, azaz a sebesség és minőség közötti optimális kompromisszumot az alábbi empirikusan meghatározott értékek, illetve tartományok biztosítják:After that, we look for convex circular arc-shaped edges in the pre-processed, one-sided, pre-segmented, filtered image with a coordinate system, and then apply a direction field to the found edges. Based on the direction field, we generate an army of curves (arcs), from which we then select the approximate arcs that fit the image well and, in addition, their joint location is highly probable, i.e. possible rib arcs, according to the probability model to be described later. Finally, the selected arcs (curves) are refined. Figure 1 illustrates the search for the rib arch corresponding to pixel ap. For the rib arch search, we use a circular arc in the KKAEK convex circular arc edge search unit. The input of the unit is the pre-filtered image J3, the .14 parameter ranges and applicable resolutions required for the search come from the PBE parameter setting unit (Figure 21), namely the curvature of the fitting circular arc κ, the radius of the fitting circular arc R (R - l/κ), U is the length of the matching circular arc, d^ is the width of the matching circle, the inclination angle of the matching circular arc, s is the vertical offset of the matching circular arc, and n is the number of pixels that are used to sum up the intensity values in the di/2 width band when searching for an extreme value. ap is at a vertical offset distance of the matching circular arc s. AG At the middle point of the matching circular arc, a tangent passing through the matching circular arc makes an angle of inclination with a line perpendicular to the vertical offset of the matching circular arc s passing through the middle point of the matching circular arc. In Figure 1, β is the angle traversed by the fitting circular arc. The individual parameters of the circular arc are completely traversed between the fixed extreme values of the parameter space with a given resolution. (The parameters used, their extreme values and the number of values that can be taken with an even distribution between the extreme values are determined by equations (1)...(9). Then, according to Figure 2, we create a band of width dk symmetrically along the circular arc. For each possible parameter variant, separately, we sum up the intensity values at the bottom and top of n pixels at the edge of the upper and lower band of width dy2 and form their difference, i.e. the . from the intensity values summed at the edge of the upper d^/2 width band, we subtract the intensity values summed at the edge of the lower <M2 width band and then find the extreme value of the differences, or the maximum in the case of rib bottom arc search. After finding the local maximum value of the cost function in the analyzed pixel p, the value of the energy field is given by the direction of the tangent of the circular arc giving the maximum intensity difference in Indian. In the case of point ap in Figure 2, it refers to n«=5 pixels per side, i.e. pn pts upper pixels and p a t..p 8 s lower pixels. The above description applies to the search for the lower rib cage. When searching for the upper arch of the ribs, the minimum of the difference between the intensity values above and below the arch must be sought, since there are nines rib content above the upper arch of the rib. The feasibility of the search, the compromise between speed and quality, i.e., a fast enough algorithm, to ensure a still manageable costal arch approximation error for the vertical displacement of the matching circular arc s, the pitch angle of the matching circular arc and k. the set of values of the curvature of a fitting circular arc must be discretized and limited. After testing the program on a large number of real radiographs, the best results, i.e. the optimal compromise between speed and quality, are ensured by the following empirically determined values and ranges:
47/14 amelyek, mint a J4 vizsgálandó paraméter tartományok és alkalmazandó felbontások részeként, kerülnek a KKAÉK konvex körív alakú éleket kereső egységbe a PBE paraméter beállító egységből (21, ábra). A számok egységnyi szélességű képre értendőek. A H az aktuális (indexben jelzett) paraméter által felvehető értékek halmazát jelöli. A fennmaradó, szabad paraméterekre ugyancsak nagyszámú, programfuttatási tapasztalat alapján, jó beállítást adnak a következő értékek:47/14 which, as part of the J4 parameter ranges and applicable resolutions, are sent to the KKAÉK convex circular arc-shaped edge search unit from the PBE parameter setting unit (Figure 21). The numbers refer to a unit width image. H denotes the set of values that can be taken by the current parameter (indicated in the index). Based on a large number of program running experiences, the following values provide a good setting for the remaining free parameters:
n - 20(7) lk = 0.075(8) dk = 0.0015(9)n - 20(7) l k = 0.075(8) d k = 0.0015(9)
A KKAEK konvex körív alakú éleket kereső egység kimente a fenti eljárással létrehozott J5 illesztetlen iránymező (21. ábra). Az alkalmazott eljárás a 2. igénypontnak megfelelően hatásos zavarszűrést is biztosít. Ennek alapvető oka az intenzitás összegezés, mint integrálás, valamint az a illeszkedő körív dőlésszögének és a κ illeszkedő körív görbületének fenti korlátozása.The KKAEK convex circular edge search unit saved the misaligned direction field J5 created by the above procedure (Figure 21). According to claim 2, the applied method also provides effective interference filtering. The basic reason for this is intensity summation as integration, as well as the above limitation of the inclination angle of the fitting circular arc and the curvature of the fitting circular arc κ.
Az II iránymező illesztő egység kiindulva a J5 illesztetlen iránymezőből, mint bemeneti adatból a KKAEK konvex körív alakú éleket kereső egység eljárását alkalmazza a .16 hexagonális rács pontjaira (21. ábra) és a p képpontokban létrehozza az illesztett iránymezőt, mint Φφ) iránymező függvényt (21. ábra). A 3. ábrán az iránymező meghatározásához használt egyenletes elosztású rácsháló, azaz a J6 hexagonális rács pontjai láthatók, ismertnek feltételezett ci tüdökörvonallal határolva. A jobboldali fél mellkast a baloldalra tükrözve egy páciensre két baloldali helyzetű fél mellkas kép adódik. A bordakereső eljárás egymástól függetlenül lefut minkét fél mellkas képen. A jobboldali fél mellkas baloldalra való tükrözése miatt ugyan az a bordakereső eljárás használható mindkét tüdő félre, ezért a továbbiakban az eljárást a bal oldali tüdő félre ismertetjük. A bordák alakját egy baloldali fél mellkasra érvényes iránymezővel írjuk le, a továbbiakban „mellkas” elnevezést használva. Mivel az egymás alatti bordák csak kevéssé különböznek, és az alakjukban a változás folytonos, lehetőség nyílik arra, hogy egy mellkas képet egy kétdimenziós függvénnyel írjunk le. A Φ(ρ) iránymező függvény egy olyan függvény, amely minden p képponthoz egy dőlésszöget rendel, amelynek értékkészlete: +π/2. Az iránymező nem pontosan a 3. ábra szerinti, kijelölt pontokban jön létre, mert a szélsőérték keresés folyamán az s illeszkedő körív függőleges eltolásával függőleges irányban, korlátozott mértékben változhatnak az iránymezö pontok. Az egység kimenete a Φφ) iránymező függvény (21. ábra), amely az illesztett iránymező értékeket tartalmazza. Az eljárás a fenti módszert használva minden új képre, azaz minden páciens röntgenfelvételre elvégzi az iránymezö értékeinek meghatározását a 3. ábra szerintiStarting from the unaligned directional field J5 as input data, the II direction field matching unit applies the procedure of the KKAEK convex circular edge search unit to the points of the .16 hexagonal grid (Figure 21) and creates the matched directional field as Φφ) directional field function (21) in the pixels p . figure). Figure 3 shows the evenly spaced grid used to define the direction field, i.e. the points of the hexagonal grid J6, bounded by the lung contour ci, which is assumed to be known. By mirroring the right side of the chest to the left side, two images of the left half of the chest are obtained for one patient. The rib detection procedure runs independently on both halves of the chest image. Due to the mirroring of the right side of the chest to the left side, the same rib-finding procedure can be used for both sides of the lung, so the procedure will be described for the left side of the lung. The shape of the ribs is described with a guideline valid for the left half of the chest, henceforth using the name "chest". Since the ribs below each other are only slightly different and the change in their shape is continuous, it is possible to describe a chest image with a two-dimensional function. The direction field function Φ(ρ) is a function that assigns to each pixel p a tilt angle with the set of values: +π/2. The direction field is not created exactly in the selected points according to Figure 3, because during the extreme value search, the direction field points can change to a limited extent in the vertical direction by the vertical shift of the matching circular arc s. The output of the unit is the Φφ) directional field function (Figure 21), which contains the adjusted directional field values. Using the above method, the procedure determines the values of the guide field for each new image, i.e. for each patient's X-ray, according to Figure 3
47/15 rögzített rácspontokból kiindulva. Nagyszámú előzetesen meghatározott iránymező átlagolásából átlagos iránymező hozható létre. Az átlagos iránymezőből lehet meghatározni a köríves bordaív keresés paramétereinek a korlátáit, tartományait, illetve egyes paraméterek esetében konkrét értékeit. Nagyszámú minta alapján határoztuk meg az (1)„ .(9) egyenletek szerinti tartományokat és értékeket. A 3. igénypontnak, megfelelően a téves meghatározások kiküszöbölésére szűrést alkalmazunk, nevezetesen a felső ívek szűrése az alsó körívekből keletkező simított iránymezővel, míg az alsó ívek szűrése a felső körívekből keletkező simított iránymezövei történik.47/15 starting from fixed grid points. An average direction field can be created by averaging a large number of predetermined direction fields. From the average direction field, it is possible to determine the limits and ranges of the parameters of the circular rib arch search, as well as, in the case of some parameters, the specific values. We determined the ranges and values according to equations (1)„ .(9) based on a large number of samples. In accordance with claim 3, filtering is used to eliminate false determinations, namely the upper arcs are filtered with the smoothed direction field generated from the lower circular arcs, while the lower arcs are filtered with the smoothed direction field belts generated from the upper circular arcs.
Az iránymező létrehozása után a bordaíveket két lépésben határozzuk meg az EDBE egydimenziós bordajel előállító egységben, melynek bemenete Φ(ρ) itánymező függvény. Az első lépésben az alsó és felső bordaíveknek a cmy bordák középvonalával való metszéspontja kerül meghatározásra, ezután a bordavonalak a metszéspontokból kiindulva az iránymező integrálásával számíthatók.After creating the directional field, the rib arcs are determined in two steps in the EDBE one-dimensional rib signal generating unit, whose input is the Φ(ρ) field field function. In the first step, the intersection point of the lower and upper rib arches with the center line of the ac m y ribs is determined, then the rib lines can be calculated starting from the intersection points by integrating the direction field.
A bordaív egy pontjának a cR)^ bordák középvonalával való metszéspontja ismeretében a teljes bordaívet a 4. ábrán szemléltetett „integrálással” határozzuk meg az EDBE egydimenziós bordajel előállító egységben. A 4. ábra az g, i-edik görbe qi i-edík pontjából a qn-t i+l-edik pontjába és a i-l-edík pontjába való eljutást szemlélteti, u lépésközzel, A q, iedik punt a bordák középvonala és a g, i-edik görbe metszéspontja. Az a illeszkedő körív dőlésszöge a q. pontban a Φ($) iránymező függvény q· pontbeli értéke. A lépés a másik irányban hasonlóan történik:Knowing the intersection point of one point of the rib arch with the center line of the ribs ac R) ^, the entire rib arch is determined by the "integration" illustrated in Figure 4 in the EDBE one-dimensional rib signal generating unit. Figure 4 illustrates the journey from the i-th point qi of the g, i-th curve to the i+l-th point of qn and to the il-th point, with a step distance u. The q, ith point is the center line of the ribs and ag, intersection of the ith curve. The angle of inclination of that matching circular arc is q. point is the value of the directional field function Φ($) at the point q·. The step is similar in the other direction:
qu í ::: qi * u(coso, sina) qm q. - u(«.w, sine) (10) (l1)qu í ::: qi * u(coso, sina) qm q. - u(«.w, sine) (10) (l1)
A fenti módszerrel meghatározott görbesereg g, görbéi közül a g$ a legfelső görbe, a fejhez legközelebbi borda görbéje, gN a legalsó, N-edik görbe. A G· (ábrán nem ábrázolt) i-edik görbe generált pontjainak halmaza a gi görbe (10) és (11) egyenlet szerint generált pontjait tartalmazza. Ezen görbékhez intenzitásokat rendelünk. A h; i-edik görbéhez rendelt intenzitás:Among the curves of the curve group g determined by the above method, g$ is the uppermost curve, the curve of the rib closest to the head, and gN is the lowest, Nth curve. The set of generated points of the ith curve G· (not shown in the figure) contains the points of the gi curve generated according to equations (10) and (11). Intensities are assigned to these curves. The h; Intensity assigned to i-th curve:
ahol lk^(p) képintenzitás függvény, ami tetszőleges p pontban megadja a képpont intenzitását. A h; i-edik görbéhez rendelt intenzitás értékek alapján definiáljuk a h[n] bordajelet:where lk^(p) is the image intensity function, which gives the intensity of the pixel at any point p. The h; Based on the intensity values assigned to the i-th curve, we define the rib signal h[n]:
h(n] ~ hn* ? ha 0 < n < N ::: 0 egyébkénth(n] ~ h n * ? if 0 < n < N ::: 0 otherwise
A közelítő bordafveket kiválasztó eljárás előfeldolgozás után, ezeket a diszkrét egydimenziós h(n] bordajeleket használja. Az elöfeldolgozás lépései: hln] bordajel -* simítás, hs;míE[n]After preprocessing, the procedure for selecting approximate rib trees uses these discrete one-dimensional h(n) rib marks. Preprocessing steps: hln] rib mark -* smoothing, hs; m í E [n]
47/16 simított bordajel differenciálás, h^fn] differenciált bordajel normalizálás, Η!Κ>π4η] normalizált bordajel —> alul mintavételezés, hpr«p[n] alul mintavételezett bordáéi, ami egyben az EDBE egydimenziós bordajel előállító egység kimeneté (21. ábra). A differenciálás előtt simítás szükséges, mivel a g. görbék nem elég pontosan illeszkednek a valós bordaívekre. Ezért egy valós bordaív és a g: görbék egyes szakaszai különböző helyeken eshetnek egybe, több szélsőértéket is generálva. Ezt szemlélteti az 5. ábra, Az 5. ábrán a ga és a gb két lehetséges közelítő görbe, a valós borda egy lehetséges elhelyezkedését szemléltető szürke mező és a Β^η] differenciált bordajelen mutatkozó két szélsőérték látható. Differenciálásra azért van szükség, mert azokat az értékeket keressük ahol a legerősebb a kontúr az adott ggörbe mentén. Ezek a helyek a differenciált jel szélsőértékeméi lesznek. Normalizálm azért szükséges, hogy az egyes képek minősége és jellegzetességei ne befolyásolják. a közelítő bordaíveket kiválasztó eljárást. Az alul mintavételezés gyorsítja a bordaiv kiválasztó eljárást. Az előféldolgozás egyes lépéseinek hatását a bordajelre a 6a., 6b., valamint a 7a., 7b. ábrák szemléltetik. A 6a. ábrán a h[n] bordajel, a 6b. ábrán a hSo4n| simított bordajel, a 7a. ábrán a h&dn] differenciált bordajel, a 7b, ábrán pedig a hnofm[n] normalizált bordajel látható, mint folytonos görbe. Fenti ábrákon a négyszögletes jelsorozat az adott feldolgozási lépés szegmentált jele.47/16 smoothed ridge signal differentiation, h^fn] differentiated ridge signal normalization, Η !Κ> π4η] normalized ridge signal —> downsampling, hpr«p[n] of undersampled ridges, which is also the output of the EDBE one-dimensional ridge signal generation unit (Fig. 21 figure). Smoothing is required before differentiation, since g. curves do not fit the real rib arches exactly enough. Therefore, some sections of a real rib arch and ag: curves can coincide in different places, generating several extreme values. This is illustrated in Figure 5. Figure 5 shows two possible approximate curves ag a and gb, a gray field illustrating a possible location of the real rib, and the two extreme values shown by the differentiated rib signal Β^η]. Differentiation is necessary because we are looking for those values where the contour along the given g curve is the strongest. These locations will be the extreme values of the differentiated signal. Normalization is necessary so that the quality and characteristics of individual images are not affected. the procedure for selecting approximate rib arches. Undersampling speeds up the rib selection process. The effect of individual steps of the preliminary processing on the rib signal is shown in Figures 6a, 6b, and 7a, 7b. are illustrated in figures. The 6a. ah[n] rib symbol in figure 6b. in Fig. ah S o4n| smoothed rib mark, the 7a. h&dn] is the differentiated ridge signal, and figure 7b shows the normalized ridge signal ah nofm [n] as a continuous curve. In the figures above, the rectangular signal sequence is the segmented signal of the given processing step.
A módosítások után kapott hp«.f[n] alul mintavételezett bordajel tartalmaz minden információt, ami szükséges ahhoz, hogy meghatározzuk a közelítő bordaivek pozícióit. Mindössze ki kell választani a legnagyobb lokális szélsőértékekhez tartozó n indexeket, és a hozzájuk tartozó gi görbék lesznek a közelítő bordaívek. A hw[n] alul mintavételezett bordajelen található legnagyobb lokális szélsőériékekhez tartozó görbék sok esetben meg is adják a valós bordaivek jelentős részét, de általánosan ez a módszer önmagában nem használható, leginkább azért nem, mert több a szélsőérték, mint ahány bordaívet keresünk, ahogy ez az 5. ábrán és a 7b. ábrán is látszik. Ezért a VBI végleges bordaívek kiválasztásához felhasználunk statisztikai jellemzőket is, nevezetesen nagyszámú bordarendszer adataiból számított, a bordaívek általános és egymáshoz viszonyított elhelyezkedéseinek statisztikai eloszlásait.The h p « obtained after the modifications. f [n] down-sampled rib signal contains all the information necessary to determine the positions of the approximate ribs. All you have to do is select the n indices corresponding to the largest local extreme values, and the corresponding gi curves will be the approximate ribs. In many cases, the curves belonging to the largest local extremal edges found in the under-sampled edge signal h w [n] provide a significant part of the real edge edges, but in general this method cannot be used by itself, mainly because there are more extreme values than the number of edge edges we are looking for, as this is shown in Fig. 5 and Fig. 7b. can also be seen in fig. Therefore, we also use statistical characteristics to select the final VBI rib arches, namely the statistical distributions of the general and relative locations of the rib arches calculated from the data of a large number of rib systems.
A bordarendszer statisztikáknál használt mennyiségeket a 8a., 8b. ábrák alapján ismertetjük. A 8a. és a 8b. ábrákon a b borda, a bj a b borda .feletti borda és a b^ b borda alatti borda látható szürküve. A függőleges koordinátát általánosan, μ függőleges borda pozíció jelöli, nevezetesen gb-tfenöb borda alatti borda felső íve pozíciója, μι^Β borda alsó íve pozíciója, Uh.feisö b borda felső íve pozíciója, μ^^ b borda feletti borda alsó íve pozíciója, μ&.b borda feletti borda felső íve pozíciója. A 8a. ábrán a Vb8bs b borda vastagsága, Vh-.fws b bordaThe quantities used in the rib system statistics are shown in Figs. 8a, 8b. is described based on figures. The 8a. and 8b. in the figures, rib ab, the rib above rib bj ab, and the rib below rib b^ can be seen in grey. The vertical coordinate is generally denoted by μ vertical rib position, namely gb-tfenöb is the position of the upper arch of the rib below the rib, μι^Β is the position of the lower arch of rib, Uh.feisö is the position of the upper arch of rib b, μ^^ b is the position of the lower arch of the rib above the rib, μ&.b is the position of the upper arch of the rib above the rib. The 8a. in the figure, Vb 8bs is the thickness of rib b, Vh-.f ws b rib
47/17 feletti borda vastagsága, a 8b. ábrán a t^ b borda és U; b borda alatti borda közötti távolság, valamint a ím0** b borda és b.j b borda feletti borda közötti távolság látható. A 8a. ábra alapján a b borda, illetve a b-j b borda feletti borda vastagsága:Rib thickness above 47/17, 8b. in figure at^ b rib and U; The distance between the rib below the rib b and the distance between the rib ím 0 ** b and the rib above the b j rib can be seen. The 8a. based on the figure, the thickness of rib ab and the rib above rib bj b:
Vb ' ~ Mb,alsö “ PbJWíö(14a)Vb ' ~ Mb,alsö “ PbJWíö(14a)
- Pw.ehó hb-I.febő(14b) a 8b. ábra alapján a b borda és a K? b borda alatti borda, valamint a b borda és a b-i b borda feletti borda közötti távolság:- Pw.ehó hb-I.febő (14b) to 8b. based on the figure, rib b and K? Rib below rib b and the distance between rib b and rib above rib b in b:
::: PhH.feísb(15a) th-í ' ~ ^b,feiss Hb-i ,ais6(15b) ::: PhH.feísb(15a) th-í ' ~ ^b,feiss Hb-i ,ais6(15b)
Wei a v^s b borda vastagságának és a b.· b borda feletti borda vastagságának az aránya:The ratio of the thickness of rib W ei av^ s b and the thickness of the rib above rib b.· b:
x, fd .... iáraí h*- a tb80* a b borda és a b*> b borda alatti borda közötti távolság, valamint a hsa8’?” b borda és a b.· b borda feletti borda közötti távolság aránya: x , fd .... iáraí h*- the distance between the rib tb 80 * ab and the rib under the rib ab*> b, and ah s a 8 ' ? ” the ratio of the distance between rib b and the rib above rib b.· b:
tb ~tb ' feav Λ)tb ~tb ' feav Λ)
Fenti mennyiségek felhasználásával feltételes sűrűségfüggvényeket definiálunk. .Az b borda felső ívének magasságát jelölő valószínűségi változó megadja a μι,,^ borda felső ív értékét, a VabS borda vastagság valószínűségi változó pedig megadja ugyanezen borda vastagságát. Ezek alapján felírható, hogy egy adott bordának, aminek a felső íve μ pozícióban van, milyen valószínűséggel v a bordavastagsága, azaz a bordavastagságokra vonatkozó feltételes sűrűségfüggvény;Using the above quantities, we define conditional density functions. .The random variable indicating the height of the upper arch of the rib b gives the value of the upper arch of the rib μι,,^, and the random variable V a b S rib thickness gives the thickness of the same rib. Based on these, it is possible to write down the probability that a given rib, whose upper curve is in position μ, has rib thickness va, i.e. the conditional density function for rib thicknesses;
f VSbs (v | ™ μ) (18)f V S bs (v | ™ μ) (18)
Mh,Sfeú b borda alsó ívének magasságát jelölő valószínűségi változó megadja, hogy egy adott b borda alsó ívének mennyi a μ pozíciója, vagyis a μ^^ alsó bordaív éppen mennyi, T3hS bordaközi távolság valószínűségi változó pedig ugyanebben a μ pozícióban a bordaközi távolságot adja meg. Ezek alapján felírható, hogy egy adott bordának, aminek az alsó íve μ pozícióban van, milyen valószínűséggel van t bordaközi távolságra a szomszédos bordától, azaz a bordaközi távolságokra vonatkozó feltételes sűrűség függvény:Mh, the random variable indicating the height of the lower arch of rib b with head S gives the μ position of the lower arch of rib b, that is, the exact height of the lower rib arch μ^^, and the random variable T 3 h S distance between ribs in the same μ position specifies the distance between the ribs. Based on these, it is possible to write down the probability that a given rib, whose lower curve is in position μ, is at an inter-rib distance t from the neighboring rib, i.e. the conditional density function for inter-rib distances:
f Tsfe; (t | Mw> μ)(19) a Vreí egymás utáni borda vastagságok, arányára vonatkozó feltételes sűrűségfüggvény:f T sfe; (t | M w> μ)(19) conditional density function for the ratio of V re í successive rib thicknesses:
f Vrsl (v | Mbjys;r::: μ)(20) illetve, a Tfe} egymás utáni bordaközi távolságok arányára vonatkozó feltételes sűrűsé gfüggvény;f Vrsl (v | Mbjys;r ::: μ)(20) and the conditional density function for the ratio of successive rib distances T fe };
Ijei (t | ~ μ)t.2l)Ijei (t | ~ μ)t.2l)
47/1847/18
A feltételes süröségfüggvényeket mintaképekből kinyert adatok felhasználásával lehet meghatározni. Olyan valós mintaképeket használunk, amelyeken be vannak rajzolva a bordák. Ez alapján minden b bordára kiszámolható a bordavastagság, V** bordaközi távolság, v^* az egymás utáni borda vastagságok aránya, és a tt^ az egymás utáni bordaközi távolságok aránya, amennyiben a b borda rendelkezik a szomszédokkal, összegyűjtve az egyes képekből származó Vhabs bordavastagság, tj/”* bordaközi távolság az egymás utáni borda vastagságok aránya, és tbrS! az egymás utáni bordaközi távolságok aránya mennyiségeket a. hozzájuk tartozó μ pozíciókkal, a kapott halmazokra egy-egy harmadfokú polínomot illesztünk· A 9a> ábrán a vbabs - ρ^6, a 9b. ábrán a hdbs - a ábrán a v^’ - PWebö ős a 10b. ábrán a tbfeí - pb^ értékpárok halmaza és az illesztett polinom görbéje látható. Az illesztett polinomok: a 9a. ábrán a ν^Χμ) bordavastagságokra illesztett polinom, a 9b. ábrán a t^Xp) borda távolságokra illesztett polinom, a 10a. ábrán a ν^ίμ.) az egymást követő bordavastagságok arányára illesztett polinom és a 10b< ábrán a t'e5(p) az egymást követő bordatávolságok arányára illesztett polinom, A polinom illesztéssel a következő feltételes várható értékeket közelítjük:Conditional urgency functions can be determined using data extracted from sample images. We use real sample images on which the ribs are drawn. Based on this, the rib thickness, V** inter-rib distance, v^* the ratio of consecutive rib thicknesses, and tt^ the ratio of consecutive inter-rib distances, if rib ab has neighbors, can be calculated for each rib b, by collecting the Vh abs from each image rib thickness, tj/”* distance between ribs is the ratio of consecutive rib thicknesses, and tb rS! the ratio of successive intercostal distances gives quantities a. with their corresponding μ positions, we fit a third-degree polynomial to each of the resulting sets. in the figure hd bs - in the figure av^' - PWebö ós 10b. figure shows the set of value pairs tb feí - pb^ and the curve of the fitted polynomial. The fitted polynomials: the 9a. in Fig. ν^Χμ) the polynomial fitted to the rib thicknesses, Fig. 9b. in Fig. at^Xp) polynomial fitted to rib distances, Fig. 10a. in Fig. ν^ίμ.) is the polynomial fitted to the ratio of successive rib thicknesses and in Fig. 10b<t' e5 (p) is the polynomial fitted to the ratio of successive rib distances. The polynomial fitting approximates the following conditional expected values:
vabs(p) ~ J f vshs (v | MWs!s$ - μ) vdv (22) t^Cp) J f Tabs (t | MxaisS p) vdv(23)v abs (p) ~ J fv shs (v | M Ws!s$ - μ) vdv (22) t^Cp) J f Tabs (t | MxaisS p) vdv(23)
V^(p) ~ j f (v | Mkrusö ~ μ) vdv(24) t!%) « J f (t I MMis6 - μ) vdv(25)V^(p) ~ jf (v | Mkrusö ~ μ) vdv(24) t ! %) « J f (t IM Mis6 - μ) vdv(25)
Ahhoz, hogy a feltételes sűrűségfüggvényeket közelíteni tudjuk, szükségünk van még a fenti mennyiségek szórására is. A szórás kevésbé függ a μ pozíciótól ezért tőle függetlenül határozzuk meg. Az eredmény a σ/0* bordavastagság szórásra vonatkozóan:In order to be able to approximate the conditional density functions, we also need the variance of the above quantities. The standard deviation is less dependent on the μ position, so it is determined independently of it. The result for the σ/ 0 * rib thickness standard deviation:
47/1947/19
Valójában erre az értékre van szükségünk, mert a mintaképekből közvetlenül csak a vabs(p) bordavastagságokra illesztett poénommal közelített (vb abs - értékek állnak a rendelkezésünkre és azt vizsgáljuk, hogy egy adott ν'*8 érték mennyire tér el a ν^ζμ) borda vastagságokra illesztett polinomtól, azaz a polinomos illesztés négyzetes hibájának a négyzetgyökére van szükség.In fact, we need this value, because it was approximated directly from the sample images with a poonom fitted only to rib thicknesses av abs (p) (v b abs - values are at our disposal and we examine how much a given ν'* 8 value differs from ν^ζμ) from a polynomial fitted to rib thicknesses, i.e. the square root of the squared error of the polynomial fitting is required.
A feltételes sűrűségfüggvényeket paraméteres normális eloszlásokkal közelítjük. A bordavastagságra vonatkozóan a közelítő feltételes sűrűségfüggvény:The conditional density functions are approximated by parametric normal distributions. The approximate conditional density function for the rib thickness is:
- f Vabs (V | Mb>felsö - μ) - (27) ov‘ ’ν2π- f V abs (V | M b>upper - μ) - (27) o v ''ν2π
A tb*8 bordaközi távolságra, a vb rel az egymás utáni borda vastagságok arányára, a tb'el az egymás utáni bordaközi távolságok arányára, ugyanígy származtatható a közelítő feltételes sűrűségfüggvény.The approximate conditional density function can be derived in the same way for the inter-rib distance tb* 8 , av b for the ratio of consecutive rib thicknesses, and tb' el for the ratio of consecutive inter-rib distances.
Ha a fentiek alapján meghatároztuk és rendelkezésre áll az ~ f Vabs (v | M^felső = μ)(18a) bordavastagságra vonatkozó közelítő feltételes sűrűségfüggvény, az ~ f Tabs (t I Mb,aisó = μ)(19a) bordaközi távolságra vonatkozó közelítő feltételes sűrűségfüggvény, az ~ f Vrei (v | Mb,felsö :::: μ)(20a) egymást követő bordavastagságok arányára vonatkozó közelítő feltételes sűrűségfüggvény, az ~ f Tre5 (t | Mb.aisó = μ)(21a) egymást követő bordatávolságok arányára vonatkozó közelítő feltételes sűrűségfüggvény, akkor ezek felhasználásával a hprCp[n] alul mintavételezett bordajelen ki lehet keresni a legvalószínűbb alsó és felső bordaív pozíciókat, melyekhez tartozó g görbék fogják adni a közelítő bordaíveket,If the approximate conditional density function for the rib thickness ~ f V abs (v | M^upper = μ)(18a) is determined based on the above and is available, ~ f T a bs (t I Mb,ai salt = μ)(19a) approximate conditional density function for inter-rib distance ~ f V re i (v | M b , upper :::: μ)(20a) approximate conditional density function for the ratio of successive rib thicknesses ~ f T re5 (t | Mb.aisó = μ)(21a) is an approximate conditional density function for the ratio of successive rib distances, then by using these, the most probable lower and upper rib arch positions can be found with the under-sampled rib signal ah prC p[n], to which the corresponding g curves will give the approximate rib arches,
A feladatot dinamikus programozással a DPABPME dinamikus programozás alapú bordaív pozíció meghatározó eljárással oldjuk meg, amelynek bemenete a hprep[n] alul mintavételezett bordajel, valamint a PBE paraméter beállító egységből jövő J9 DPABPME bemeneti paraméterek, nevezetesen az ~ f Vabs (v j MbtfeiSő - μ) ((18a) egyenlet), bordavastagságra vonatkozó közelítő feltételes sűrűségfüggvény, az « fT^ (t | Mb>0|Só = μ) ((19a) egyenlet), bordaközi távolságra vonatkozó közelítő feltételes sűrűségfüggvény, az - f Vrei (v | Mb,feisö ~ μ) ((20a) egyenlet), egymást követő bordavastagságok arányára vonatkozó közelítő feltételes sűrűségfüggvény, az ~ f Trs! (t | Mh,afsé ~ μ) ((21a) egyenlet), egymást követő bordatávolságok arányára vonatkozó közelítő feltételes sűrűségfüggvény, ν^Χμ) a bordavastagságokraThe task is solved by dynamic programming using the DPABPME dynamic programming-based costal arch position determination procedure, the input of which is the undersampled costal signal ah prep [n] and the J9 DPABPME input parameters from the PBE parameter setting unit, namely ~ f V abs (vj M bt fei S ó - μ) ((equation 18a)), approximate conditional density function for rib thickness, « fT^ (t | M b>0 | S ó = μ) ((equation 19a)), approximate conditional density function for inter-rib distance, the - f V re i (v | Mb,feisö ~ μ) (equation (20a)), approximate conditional density function for the ratio of successive rib thicknesses, ~ f T rs! (t | Mh,afsé ~ μ) (equation (21a)), approximate conditional density function for the ratio of successive rib distances, ν^Χμ) for rib thicknesses
47/20 illesztett polinom, ^(μ) bordaközi távolságokra illesztett polínom, 1¾) egymást követő bordaközi távolságok arányára illesztett polínom, v'd(p) egymást kővető bordavastagságuk arányára illesztett polínom, o«ai>s bordavastagság szórás, otabs bordaközí távolság szórás, oA egymást kővető bordaközi távolságok aránya szórás, ov‘e! egymást kővető bordavastagságok aránya szórás. A J9 DPABPME bemeneti paraméterek további elemeit később definiáljuk. Az eljárás kimenete a J10 alsó és felső bordaívek.47/20 fitted polynomial, ^(μ) polynomial fitted to inter-rib distances, 1¾) polynomial fitted to the ratio of consecutive inter-rib distances, v' d (p) polynomial fitted to the ratio of adjacent rib thicknesses, o« ai>s rib thickness standard deviation, ot abs inter-rib distance standard deviation, oThe ratio of inter-rib distances standard deviation, ov' e! the ratio of overlapping rib thicknesses is standard deviation. Additional elements of the J9 DPABPME input parameters are defined later. The output of the procedure is the lower and upper rib arches J10.
A megoldást először leegyszerűsítve a II. ábra alapján ismertetjük. Az egyszerű szemléltethetőség érdekében, összevonjuk a v bordavastagságot és a t 'bordaközi távolságot egy 1 ~ v v t lépésközbe, így csak a bordák felső ívét keressük. A programozási lépéseket a μ 1 pozíció-lépésköz síkon határozzak meg, melyen egy pont egy felső bordaívnek és a hozzá tartozó l lépésköznek (v-K) téléi meg. Ezen a síkon az ÉKEI érvényes kezdőpontok halmaza (vonalazott tartomány) régió jelöli azokat a qst^. kezdőpontokat, melyek az első borda felső ívei lehetnek, tehát az ív lehet különböző pozíciókban és tartozhatnak hozzá különböző lépésközök (különböző bordavastagság és bordaközi távolság lehetséges). Ugyanígy definiáljuk az ÉVH érvényes végpontok halmaza régiót is (pontozott tartomány), amely a lehetséges qve8 végpontokat jelöli, itt vannak a legutolsó borda lehetséges felső ívei. A két régió között húzódó sávban helyezkedik el a többi bordához tartozó EPH érvényes pozíciók halmaza, azaz a lehetséges bordapontok. Fenti tartományokon kívül két oldalt vannak a TZ tiltott zónák (rácsos tartományok). A TZ tiltott zónákba eső pozíciókban a lépésköz nem megengedett az abszolút korlát alapján.Simplifying the solution first, II. is described based on fig. For the sake of simple illustration, we combine the rib thickness av and the distance between ribs at 1 ~ vvt, so we only search for the upper curve of the ribs. The programming steps are defined on the μ 1 position-step distance plane, on which a point is the winter of an upper rib arch and the corresponding l step distance (vK). On this plane, the set of EKEI valid starting points (dashed range) region marks them aq st ^. starting points, which can be the upper curve of the first rib, so the curve can be in different positions and have different steps (different rib thickness and distance between ribs are possible). In the same way, we also define the region of the set of valid endpoints of the ÉVH (dotted region), which denotes the possible endpoints q ve8 , here are the possible upper curves of the last rib. The set of valid EPH positions belonging to the other ribs is located in the strip between the two regions, i.e. the possible rib points. In addition to the above areas, there are TZ prohibited zones (grid areas) on both sides. In positions falling into the TZ prohibited zones, the step spacing is not allowed based on the absolute limit.
Ezt követően minden egyes ponthoz költségeket rendelünk, A h^pfn] alul mintavételezett bordajel μ pozícióhoz tartozó értékét tekintjük a hprep [μ/s] képköltségnek, A bemeneti paraméterként kapott feltételes sűrűségfüggvények adott pontban vett értékeiből pedig származtatható egy '’valószínűségi’' költség.After that, costs are assigned to each point. The value of the undersampled edge signal h^pfn] at position μ is considered the image cost ah prep [μ/s], and a "probability" cost can be derived from the values of the conditional density functions obtained as input parameters at a given point.
A feladat, hogy a 11. ábra EKEI érvényes kezdőpontok halmaza régióból eljussunk az ÉVH érvényes végpontok halmaza régióba úgy, hogy az érintett pontokhoz rendelt költség minimális legyen. A lehetséges pontok az EPS érvényes pozíciók sáv szélességű, ÉPH érvényes pozíciók halmazában vannak, az. I8b!> (μ) pedig a lépésköz engedélyezett sáv középvonala (szaggatott vonal).The task is to get from the EKEI set of valid starting points region of Figure 11 to the ÉVH set of valid end points region in such a way that the cost assigned to the affected points is minimal. The possible points are in the set of EPS valid positions band width, ÉPH valid positions, that is. and I 8b!> (μ) is the center line of the allowed band (dashed line).
/k folyamatot a 3. lépésre ismertetjük. A μ pozíció tengely mentén I lépésközt lépve (a 11. ábrán negyed körívekkel (körcikkel) jelölve, azaz ugyanannyit kell lépni lefelé, mint jobbra (h) kapunk egy a körív alsó pontján áthaladó vízszintes egyenest, mely mentén kiválaszthatjuk a kővetkező pontot. A vízszintes egyenes mentén figyelembe kell venni az abszolút és a relatív lépésköz becsült valószínűségét, azaz az l8bs lépésköltséget és az lte} /k process is described for step 3. By moving I steps along the μ position axis (indicated by quarter arcs (circles) in Figure 11, i.e. you have to move down the same amount as to the right (h), you get a horizontal line passing through the lower point of the circular arc, along which you can select the stone intersection point. The horizontal along a straight line, the estimated probability of the absolute and relative step distance must be taken into account, i.e. the step cost l 8bs and l te}
47/21 relatív lépésköltséget. Utóbbihoz felveszünk az előbbi vízszintes egyenesen egy RLVT relatív lépésköz variációs tartományt, mely azon pontokat tartalmazza, melyek egy alsó korlátnál valószínűbbek, és csak ezekre léphetünk. Annál kisebb az relatív lépésköltség, minél közelebb lépünk fenti tartomány (szakasz) középpontjához, azaz az l^Am relatív lépésköltség minimumához. Ez a költség így már függ az előző lépéstől is, ezért ez a költség nem egy adott ponthoz van rendelve, hanem a lépéshez. Ezt szemlélteti a 11. ábrán a 3. lépéshez tartozó pozíció. Az lm abszolút lépésköltség pedig annál kisebb minél közelebb vagyunk az l“bs (μ) lépésköz engedélyezett sáv középvonalához, azaz a középvonal egyben az 11%^ minimális abszolút lépésköltségü pozíciók halmaza. A 1L ábrán a um...? a kiválasztott függőleges borda szintek, a négyzetek pedig az l'e} relatív lépésköltség és az I** abszolút lépésköltség használatával előbbi függőleges borda szinteken a KB kiválasztott bordaívek pozícióját reprezentálják.47/21 relative step cost. For the latter, we add an RLVT relative step interval variation range on the former horizontal line, which contains the points that are more likely than a lower limit, and we can only step on them. The closer the relative step cost is to the center of the above range (section), i.e. the minimum of the relative step cost l^Am. This cost thus already depends on the previous step, so this cost is not assigned to a specific point, but to the step. This is illustrated by the position corresponding to step 3 in Figure 11. And the absolute step cost l m is smaller the closer we are to the center line of the allowed band of the step interval l“ bs (μ), i.e. the center line is also the set of positions with the minimum absolute step cost 1 1 %^. In Figure 1L, the um...? the selected vertical rib levels, and the squares represent the position of the selected rib arcs KB at the above vertical rib levels using the relative step cost l' e} and the absolute step cost I**.
A megoldás részletes ismertetéséhez tekintsük a 12. ábrát. Hogy az I lépésközt kiterjesszük külön-külön a v bordavastagságra és a t bordaközi távolságra, az I tengely helyett két vízszintes tengelyt kell felvenni, hogy mind az előző bordavastagságot, mind az előző bordaközi távolságot meg tudjuk jegyezni és figyelembe venni. Minden egyes Íj lépés két merőleges lépésre bomlik, egy Vj lépésre a v - μ bordavastagság - pozíció síkon és egy t, lépésre a t - μ bordaközi távolság-pozíció síkon. Legyen a q pont a μ-ν-t pozíció bordavastagság - bordaközi távolság tér valamelyik pontja. A q pontban p(q) a pozíció értéke, v(q) a borda vastagság értéke, t(q) a bordaközi távolság. A q^atsó i-edik borda alsó ívéhez tartozó pont, qw.fcfeö az í-edik borda felső ívéhez tartozó pont, a μ^^ az i-edik borda felső ivéhez tartozó pont pozíciója, az i-edik borda felső ívéhez tartozó vastagság, t^.fch$az L edik borda felső ívéhez tartozó bordaközi távolság értéke, ahol ez egyértelmű. A 12. ábrán a világos négyzettel jelölt pozíciókban kell vizsgálni a korlátokat és számolni a költségeket A sötét négyzettel jelölt pozíciók bordafvet jelölnek. A br.z a bordákat, a t^. .4 aktuális bordaközi távolságot, a Vb?. < pedig aktuális bordavastagságot jelölFor a detailed description of the solution, see Figure 12. In order to extend the pitch I separately to the rib thickness v and the inter-rib distance t, two horizontal axes must be taken instead of the I axis, so that both the previous rib thickness and the previous inter-rib distance can be noted and taken into account. Each Åj step is divided into two orthogonal steps, a Vj step on the v - μ rib thickness - position plane and a t, step on the t - μ rib distance - position plane. Let the point q be one of the points of the μ-νt position rib thickness - inter-rib distance space. At point q, p(q) is the value of the position, v(q) is the value of the rib thickness, and t(q) is the distance between the ribs. The point belonging to the lower curve of the i-th rib of the q^atsó, qw.fcfeö the point belonging to the upper curve of the i-th rib, μ^^ is the position of the point belonging to the upper curve of the i-th rib, the thickness belonging to the upper curve of the i-th rib , t^.fch$ is the value of the distance between the ribs belonging to the upper arch of the L th rib, where this is clear. In Figure 12, the limits must be checked and the costs are calculated in the positions marked with a light square. The positions marked with a dark square represent rib wood. The br.z the ribs, the t^. .4 current inter-rib distance, the Vb?. and < indicates current rib thickness
A feladat elfogadható időn belüli megoldásához egyes mennyiségeket korlátozni kell. A pg^ az N~edik (utolsó) generált görbéhez tartozó μ pozíció értek. Az érvényes q^-i kezdőpontokat tartalmazó ÉKH érvényes kezdőpontok halmaza és az érvényes qVSg végpontokat tartalmazó ÉVH érvényes végpontok halmaza határait a μ pozíció tengelyen a pg^ N-edik {utolsó) generált görbéhez tartozó μ pozíció érték függvényében határozzuk meg:Some quantities must be limited to solve the task within an acceptable time. pg^ is the μ position value belonging to the N~th (last) generated curve. The boundaries of the set of valid starting points of the ÉKH containing valid starting points q^i and the set of valid ending points of ÉVH containing valid q VS g endpoints are determined as a function of the μ position value belonging to the Nth (last) generated curve ap g ^ on the μ position axis:
Oápfq^Jác^p^ (28)Oápfq^Jác^p^ (28)
47/2247/22
Az kezdőpont! változó és az aysg végponti változó mint a J9 DPABFME bemeneti paraméterek részei, az. ÉKH érvényes kezdőpontok halmazát és a ÉVH érvényes végpontok halmazát állítják be, Mindkét változóra jó választás a 0J3. A v bordavastagságra és t 'bordaközi távolságra vonatkozó korlátok meghatározásához, be kell vezetnünk a c konfidencia intervallumot jelölő paramétert, amely ugyancsak a J9 DPABPME bemeneti paraméterek része és megadja, hogy a oy bordavastagság szórás hányszorosa a megengedett eltérés a v^ (μ) bordavastagságokra illesztett polínomtöl, illetve a bordaközi távolság szórás hányszorosa a megengedett eltérés a (μ) bordaközi távolságokra illesztett polipomtól. A v* (μ) bordavastagságokra illesztett polinom, a í*1* (μ) bordaközi távolságokra illesztett polinom, valamint azoktól az előbb definiált megengedett eltérések, azaz co/^, valamint a eo^ a 12. ábrának megfelelően meghatározzák az ÉVPS érvényes bordavastagság pozíciók sávszélességet, ami 2eov S0\ valamint az ETPS érvényes bordaközi távolság pozíciók sávszélességet, ami Scot5*, Az így definiált sávok határolják az ÉVPH érvényes bordavastagság pozíciók halmazát illetve az ÉTPH érvényes bordaközi távolság -pozíciók halmazát. Fentiek felhasználásával felírhatok lépési szabályok;The starting point! variable and the endpoint variable ysg as part of the J9 DPABFME input parameters, that is. A set of valid starting points for ÉKH and a set of valid ending points for ÉVH are set. 0J3 is a good choice for both variables. To determine the limits for rib thickness v and inter-rib distance t, we need to introduce the confidence interval parameter ac, which is also part of the J9 DPABPME input parameters and specifies how many times the standard deviation of rib thickness ao y is the permissible deviation from the polynomial fitted to rib thicknesses av^ (μ), and the number of times the standard deviation of the distance between the ribs is the permissible deviation from the polypom fitted to the distance between the ribs (μ). The polynomial fitted to the rib thicknesses v* (μ), the polynomial fitted to the inter-rib distances í* 1 * (μ), as well as the permissible deviations defined above, i.e. co/^ and eo^, determine the effective rib thickness of the ÉVPS according to Figure 12 positions bandwidth, which is 2eo v S0 \ and the ETPS valid inter-rib distance positions bandwidth, which is Scot 5 *, The bands defined in this way delimit the set of valid rib thickness positions of ÉVPH and the set of valid inter-rib distance positions of ÉTPH. Using the above, I can write step rules;
W- ccCte A vbi4·(30)W- cc C te A v bi 4·(30)
E'fov,!sö)- ca/s < U., jys6 < v co/s (31)E'fov, ! sö )- ca/ s < U., jys6 < v co/ s (31)
Az érvényes pozíciókon kívüli tartományok a TZ tiltott zónák, A (30) és (31) egyenletek szerinti lépési szabályokat a 12. ábra világos négyzetei illusztrálják. A (30) egyenlet felső ívről alsó ívre lépésnél, míg a (31) egyenlet alsóról felsőre lépésnél használható. Tehát ha az iedik borda felső íve már ki van választva, akkor az alsó íve olyan borda vastagságokat vehet fel, melyek a phi fcisö Fedik borda felső ív (függőleges) pozícióban megengedettek. Ugyanígy ha ki van választva az i-edik borda alsó íve, akkor az Hl-edik borda olyan t bordaközi távolság értéket vehet fel, melyek a Fedik borda alsó ív (függőleges) pozícióban megengedettek. Tehát valójában nem az ábrán sötét négyzettel jelölt q bordapontoknak kell a megengedett ÉVPH érvényes bordavastagság pozíciók halmaza, illetve az ÉTPH érvényes bordaközi távolság pozíciók halmaza tartományokba esniük, hanem a világos négyzettel jelölteknek, melyek már a qj Fedik bordapont pozícióban felveszik a i +1 -edik bordapont pozícióbeli ¥ bordavastagság, vagy t bordaközi távolság értékét.The ranges outside the valid positions are the TZ forbidden zones, the step rules according to equations (30) and (31) are illustrated by the light squares in Fig. 12. Equation (30) can be used for going from upper to lower arc, while equation (31) can be used for going from lower to upper. So, if the upper curve of this rib is already selected, then the lower curve can take on rib thicknesses that are allowed in the phi fcisö Fedik rib upper curve (vertical) position. In the same way, if the lower arch of the i-th rib is selected, the Hl-th rib can take on values of inter-rib distance t that are allowed in the lower arch (vertical) position of the Cover rib. So, in fact, the rib points q marked with a dark square in the figure must not fall within the range of the set of valid rib thickness positions of the allowed ÉVPH, or the set of valid inter-rib distance positions of the ÉTPH, but the ones marked with a light square, which already take up the i +1 -th rib point at the position of the Fedik rib point qj the value of the positional ¥ rib thickness or the inter-rib distance t.
A korlátoknak való megfelelést tehát mindig csak a világos négyzetekben mérjük tehát, ha alsó ívről lépünk felsőre, akkor a bordavastagságnak nem kell megfelelnie, csak a t bordaközi távolság értéknek. Ugyanígy ha felsőről lépünk alsóra csak a v bordavastagságot kell ellenőriznünk a t bordaközi távolságot nem, ahogy ez a 12. ábra μ - t pozíció - bordaköziThe compliance with the limits is therefore always measured only in the light squares, so if you go from the lower curve to the upper one, the rib thickness does not have to correspond, only the value of the distance between the ribs t. In the same way, if we go from top to bottom, we only need to check the rib thickness v, not the inter-rib distance t, as in Fig. 12 μ - t position - inter-rib
47/23 távolság koordináta rendszerében is jól látható, sok sötét négyzet belecsúszik a TZ tiltott zónába, míg a világos négyzetek végig az ÉTPH érvényes bordaközi távolság pozíciók halmazában vannak.It is also clearly visible in the 47/23 distance coordinate system, many dark squares slide into the TZ prohibited zone, while the light squares are all the way in the set of valid intercostal distance positions of the ÉTPH.
Az abszolút korlátok mellett relatív korlátokat is használunk, amelyek nemcsak az aktuális μ pozíciótól, hanem az előző q bordaponttól is függenek. Felső bordaívről alsó bordaívre való lépés menetét szemlélteti a 13. ábra a μ - v pozíció - bordavastagság síkon, amin ab; i-edik borda felső ívéről a b< i-edik borda alsó ívére lépés látható. Ha egy a bi,!eíSö i-edik borda felső ívről (PHfeisö pozíció) lépünk a b^ó i-edik borda alsó ívre (μ^,^ pozíció), akkor i-edik borda alsó ívhez tartozó bordavastagságra a következőnek kell fennállnia:In addition to absolute limits, we also use relative limits, which depend not only on the current μ position, but also on the previous rib point q. Figure 13 illustrates the process of moving from an upper rib arch to a lower rib arch on the μ - v position - rib thickness plane, where ab; the transition from the upper curve of the i-th rib to the lower curve of the i-th rib b< is visible. If we move from a bi, !e í S ö i-th rib upper arch (PHfeisö position) to the i-th rib lower arch (μ^,^ position), then the rib thickness corresponding to the i-th rib lower arch must be as follows exist:
“ vbi..J>a!sócrt^ < Vbi 3jsó - v^v' (pbi..1;31só) < vbl_Wsóc<ef (32)“ v bi .. J>a!só crt^ < V bi 3jsó - v^v' (p bi .. 1;31só ) < v bl _ Wsó c< ef (32)
De mivel a μ -1 pozíció - bordaközi távolság síkon való lépéskor a v bordavastagság értékek nem változnak, azaz Vbísíe5sö ~ Vbj-l.aísó (-’') így a korlátok kifejezhetők qb i-edik borda alsó ív felhasználásával is:But since the values of the rib thickness av do not change when walking on the μ -1 position - inter-rib distance plane, i.e. V bí s íe5sö ~ V bj-l.aísó (-''), so the limits can also be expressed using the lower arc of the i-th rib q b :
“ ^bi.íéisö^^v ~ '’bi.afsó ~ bi,feis6(úbi,felső) — bCfelső^v 04)“ ^bi.íéisö^^v ~ ''bi.afsó ~ bi,feis6(úbi,upper) — bCupper^v 04)
A 12, és a 13. ábrán a BWT bordavastagság variációs tartomány a (34) egyenlet alapján 2vbi(fasöcov rel, illetve a BVVTK bordavastagság variációs tartomány középértéke pedig Vbi,feisőY ( dbi.fciső) ·In Figures 12 and 13, the BWT rib thickness variation range based on equation (34) is 2v b i (f a sö co v rel ) , and the mean value of the BVVTK rib thickness variation range is Vbi,feisőY ( dbi.fciső) ·
Alsó bordaívről felső bordaívre való lépés menetét szemlélteti a 14. ábra, amin a bt i-edik borda alsó ívéről (gbraísó pozíció) a bfn i+l-edik borda felső ívére (gbHj. feisö pozíció) való lépés látható a μ -1 pozíció - bordaközi távolság síkon. Ha egy bj.ajso i-edik borda alsó ívről lépünk a bj+jjehö az. í+l-edik borda felső ívre, akkor a ibi+j. feisö az i+l-edik borda felső ívhez tartozó bordaközi távolságra a következőnek kell fennálnia:The process of moving from the lower rib arch to the upper rib arch is illustrated in figure 14, where the transition from the lower arch of the i-th rib (gbraisó position) to the upper arch of the i+l rib (gbHj. feisö position) of bt is shown, the position μ -1 - intercostal distance on the plane. If we move from the lower arch of the i-th rib of a bj.ajso to bj+jje it is. í+lth rib to upper arch, then ibi+j. and the inter-rib distance belonging to the upper arch of the i+lth rib must be the following:
Oí.felsö^t ~ O-n.telső ~ Oi/eisíd (fWslső)’~ 0$)Top ~ Top ~ Bottom ~ Bottom (top)
De mivel a μ - v pozíció-bordavastagság síkon való lépéskor a t bordaközi távolság értékek másolódnak f ™ t Lbi.öJ$á Hú,felső így a korlátok kifejezhetők qbi.febő i-edik borda felső íve felhasználásával is:But since when walking on the μ - v position-rib thickness plane, the inter-rib distance at values are copied f ™ t L bi.öJ$á Hú,upper, so the limits can also be expressed using the upper curve of the ith rib qbi.febő:
EfealsóC<7t “ Πί+Ι,felső Hi.alscd (Pbi,abó) ^bi,iWCOt (37)Elower C<7 t “ Πί+Ι,upper Hi.alscd (Pbi,abó) ^bi,iW CO t (37)
A 12. és a 14. ábrán a BTVT bordaközi távolság variációs tartomány a (37) egyenlet alapjánIn Figures 12 and 14, the BTVT inter-rib distance variation range based on equation (37)
2tbi.aisóCOt Íeí, míg a BTVTK bordaközi távolság variációs tartomány középértéke2 tbi. isóCO t Íeí , while BTVTK is the mean value of the variation range of the intercostal distance
Körültekintő megfontolást igényel a c konfidencia intervallum (19 DPABPME bemeneti paraméterek része) megválasztása, ami hatással van a folyamatra és az eredményre is. Ha nagyra választjuk, akkor nagyon lelassul az eljárás, ha túl kicsire vesszük, akkor lehetséges megoldásokat vethet el a keresés. A tesztek alapján a c konfidencia intervallum:! .7 választás jő kompromisszumos megoldás. Ekkor a mintahalmaz 90%-át fogadja el az eljárás. Ez nem feltétlenül jelenti azt, hogy a míntahabnazon a bordák 10%-ának a szegmentálása hibás lesz, hanem csak annyit, hogy 10%-a nem lesz pontos, azaz a pontos bordaívet, eltolja egy olyan pozícióba, amely már beleesik a megengedett tartományba.The choice of confidence interval c (part of 19 DPABPME input parameters) requires careful consideration, which affects both the process and the result. If we choose a large one, the process slows down a lot, if we choose it too small, the search may discard possible solutions. Based on the tests, the confidence interval c:! .choice 7 is a good compromise solution. Then the procedure accepts 90% of the sample set. This does not necessarily mean that the segmentation of 10% of the ribs on the model foam will be incorrect, but only that 10% will not be accurate, i.e. it will shift the accurate rib arch to a position that already falls within the permissible range.
A 12. ábrát tekintve megfigyelhető, hogy a qbielső borda felső pont teljesen hiányzik az ábráról, és a első borda alsó pontnak, sincs vetülete a μ -1 pozíció-bordaközi távolság síkon (a világos pont nem q hordapont).. Ez azért van, mert ezek a pontok különlegesek, mivel μ pozíciójuk van, de vetületűk a μ - v pozíció-borda vastagság és / vagy μ - t pozícióbordaközi távolság síkon nem meghatározottLooking at Figure 12, it can be observed that the upper point of the first rib aq b is completely missing from the figure, and the lower point of the first rib has no projection on the μ -1 position-interrib distance plane (the bright point is not a bearing point q).. This is because , because these points are special, since they have a position μ, but they are projected onto the μ - v position-rib thickness and / or μ - t position inter-rib distance is not defined on the plane
A kezdő pontok olyan felső bordaívek, melyekre teljesül a (28) egyenlet, de a v bordavastagság és a t bordaközi távolság értékeik nem meghatározottak, mivel nem voltak előttük más bordaívek, melyekből vastagságot vagy távolságot lehetett volna számolni, továbbá nem értelmezhetőek a (34) és a (37) egyenletek szerinti relatív korlátok, de még a (30) és a (31) egyenletek szerimi abszolút korlátok sem. Tehát ezek a pontok gyakorlatilag egy dimenziósak, csak a μ pozíció jellemzi őket.The starting points are upper rib arches for which the equation (28) is fulfilled, but the values of the rib thickness v and the inter-rib distance t are not determined, since there were no other rib arches before them, from which thickness or distance could be calculated, and (34) and (34) and relative limits according to equations (37), but not even absolute limits according to equations (30) and (31). So these points are practically one-dimensional, they are characterized only by the position μ.
Ezen pontokból továbblépve bármilyen bordavastagságot választhatunk, ami a (30) egyenlet szerinti korlátnak megfelel, a relatív korlátok nem érvényesek és nem is használhatóak, ennél a lépésnél. A q^^ első borda alsó pontok így már rendelkeznek v bordavastagság értékkel, de t bordaközi távolsággal még mindig nem, ez szintén azt. jelenti, hogy a t bordaközí távolság értékre csak a (31) egyenlet szerinti abszolút korlát vonatkozik. A q«. 2~dik borda felső pontok már rendelkeznek, t bordaközí távolság értékkel is, így teljes értékű q bordapontok.Moving on from these points, we can choose any rib thickness that corresponds to the limit according to equation (30), the relative limits are not valid and cannot be used at this step. The lower points of the first rib q^^ thus already have the rib thickness value v, but still not the inter-rib distance t, this too. means that the value of the inter-rib distance t is only subject to the absolute limit according to equation (31). The q«. The upper points of the 2nd rib already have the inter-rib distance value t, so they are full-value q rib points.
Ahhoz, hogy a lehetséges új pontok közül választani tudjunk az egyes lépésekhez költségeket rendelünk. Bizonyos költségek csak az új pont μ pozíciójától, mások az új pont μ -1 pozíció· bordaközi távolság, vagy a μ · v pozíció-bordavastagság vetületűtől függenek, viszont vaunak költségek, melyek a lépés kiindulási pontjától ís függenek. A költségfüggvény három fő részből áll:In order to be able to choose from among the possible new points, we assign costs to each step. Certain costs depend only on the position μ of the new point, others on the new point μ -1 position · rib distance, or the μ · v position-rib thickness projection, but there are also costs that depend on the starting point of the step. The cost function consists of three main parts:
- k^ kép költség- k^ image cost
- kp valószínűségi költség- k p probability cost
- ks bordasűrüség költség- k s rib thickness cost
A teljes költség:The total cost:
47/25 (38) ahol a w,m képköltség súlyozó tényező, wp valószínűségi költség súlyozó tényező, ws bordasűrűség költség súlyozó tényező. Fenti költségek és a súlyozó tényezők a J9 DPABPME bemeneti paraméterek részei,47/25 (38) where aw, m image cost weighting factor, w p probability cost weighting factor, w s edge density cost weighting factor. The above costs and weighting factors are part of the J9 DPABPME input parameters,
A kim kép költség a q; i~edik bordapontról a i-H-edik bordapontra lépve a hw[n] alul mintavételezett bordajelnek a qn í bordapont aktuális μ pozíciójához tartozó értéke:A ki m image cost aq ; Moving from the i~th edge point to the iHth edge point, the value of the down sampled edge signal ah w [n] corresponding to the current μ position of the edge point qn í:
(39) ha qw egy felső ív ha qM egy alsó ív (40)(39) if q w is an upper arc if q M is a lower arc (40)
A Ψ kétállapotú változó értéke 1, ha felső bordaívet, illetve -1, ha alsó bordaívet választ ki, s az illesztő körív eltolása. Az egyes lépésekhez olyan költséget is .szeretnénk, rendelni, mely kifejezi az adott lépés statisztikai valószínűségét A kp valószínűségi költséget úgy definiálj uk, hogy a teljes út költsége monoton nőjön, ahogy az úthoz tartozó bordakonfiguráció valószínűsége csökken. Ennek megfelelően, ha adott egy qm qp, .... bordapont sorozattal meghatározott bordavonal és egy másik qp, qp> .... q^ bordapont sorozattal megadott bordavonal, akkor a qp, qp, -·> %» bordapontokat összekötő út és a qp, qp, .... q»» bordapontokat összekötő út valószínűsége és költsége között a:The two-state variable Ψ has a value of 1 if an upper rib arch is selected, and -1 if a lower rib arch is selected, and is the offset of the fitting circular arc. We would also like to assign a cost to each step that expresses the statistical probability of the given step. The probability cost k p is defined so that the cost of the entire road increases monotonically as the probability of the rib configuration belonging to the road decreases. Accordingly, if there is a rib line defined by a series of rib points qm qp, ... and another rib line defined by a series of rib points qp, qp> .... q^, then the path connecting the rib points qp, qp, -·> %» and between the probability and the cost of the path connecting the rib points qp, qp, .... q»» is:
Hqib qp,..., q^) > P(qu qp,..., qk)Hq ib qp,..., q^) > P(q u qp,..., q k )
Úte-; Qm.) kp(qjn qp...., q^) (M) összefüggés kell, hogy teljesüljön. Egy konfigurációnak vagy óinak a valószínűsége legyen az átmeneti valószínűségek, vagyis az egyes lépések valószínűségeinek a szorzata, általánosan.:Way-; Qm.) kp(qjn qp...., q^) (M) relation must be satisfied. The probability of one or more configurations should be the transition probabilities, i.e. the product of the probabilities of each step, in general:
P(qi,q2!...;qj^P(qi ->q,)P(q2 ->q5)...1^,. ->qn) (42)P(q i ,q 2! ... ; qj^P(q i ->q,)P(q 2 ->q 5 )...1^,. ->q n ) (42)
Mivel az optimális megoldást a legkisebb költségű út keresésével akarjuk megtalálni, ezért olyan költségre van szükség, amely nem részköltségek szorzata, hanem részköltségek Összegeként képződik, azaz egy teljes N pontból álló út mentén a kp valószínűségi költségre aSince we want to find the optimal solution by searching for the path with the lowest cost, we need a cost that is not a product of partial costs, but a sum of partial costs, i.e. along a path consisting of a total of N points, the probability cost kp is
N-tN
->qw> (43)->q w > (43)
Összefüggés használható. Utóbbi akkor lehetséges, ha a költséget negatív logaritmus valószínűségnek definiáljuk, azazCorrelation can be used. The latter is possible if the cost is defined as a negative logarithmic probability, i.e
M q i, 02- 5 q«):::: · -^lnP(q; -» qi+I) (44) te te teM qi, 02- 5 q«) :::: · -^lnP(q; -» q i+I ) (44) te te te
47/2647/26
Az átmeneti valószínűség négy komponensből áll össze:The transition probability consists of four components:
p/n . „ ... (qi “* qw)Pv'e!(Qi ”» qi+!) ha q{ egy felső ív ‘14; 4í+J ]nab5z - í , . .p/ n . " ... (qi "* q w )P v ' e! (Qi ”» q i+! ) if q { an upper arc '14; 4í+J ] n ab5 z - í , . .
IN (q, ->qi+:)l5 t (q; -» q1+J ha q; egy also ívIN (q, ->q i+ :)l 5 t (q; -» q 1+ J if q ; an also arc
Az egyes (48)...(51) egyenletek szerinti átmeneti valószínűségeket a (18)...(21) egyenletek szerinti feltételes sűrűségfüggvények adják meg. Ezeket normális eloszlásokkal közelítjük. Végeredményben a kpVabs a vabs bordavastagságra vonatkozó valószínűségi költségfüggvény:The transition probabilities according to individual equations (48)...(51) are given by the conditional density functions according to equations (18)...(21). We approximate these with normal distributions. In the end, the probability cost function for rib thickness ak pV abs av abs :
N-iof N
.... yU * | ^(Aím)·” fi 2o/-sZ = (N -1 )taN“ £ feat w 2ov a“5 = (N-l)z + ^.... yU * | ^(Aím)·” fi 2o/- sZ = (N -1 )taN“ £ feat w 2o v a “ 5 = (Nl)z + ^
(52)(52)
Az (52) egyenletben z~vel a konstans ln(ov abs k(2^) kifejezést jelöltük. Fenti megközelítést használva egy olyan költségfüggvényt kapunk a v^ bordavastagságra, mely összegzi a vastagság feltételes várható értékétől mért négyzetes eltéréseket, és az út lépésszámának egy konstans szorosát is hozzáadja. A (49)...(51) egyenletek szerinti mennyiségekre is az (52) egyenlet szerinti felépítésű költség kifejezéseket kapunk, tehát minél valószínűbb egy út,In equation (52), we denote the expression constant ln(o v abs k(2^) by z~. Using the above approach, we obtain a cost function for rib thickness av^ which sums up the squared deviations measured from the conditional expected value of the thickness, and a step number of the path for the quantities according to equations (49)...(51) we also get cost expressions structured according to equation (52), so the more probable a path,
47/27 annál közelebb kerül a várható értékekhez, és kisebb költséget kap. Az (52) egyenletből elhagyva a z konstanst tartalmazó tagot és a nevezőben lévő kettes szorzót, mivel ezek különböző utak valószínűségének az összehasonlítását nem befolyásolják, akkor a végleges, egyszerűsített alak a kpvabs borda vastagságra vonatkozó valószínűségi költségfüggvényre:47/27 is closer to the expected values and gets a lower cost. Omitting the term containing the constant and the multiplier of two in the denominator from equation (52), since they do not affect the comparison of the probabilities of different paths, the final, simplified form ak pv abs for the probability cost function for rib thickness:
(«) m σ.(«) m σ.
Az egy átmenetre vonatkozó konkrét költségfüggvények pedig (48).. .(51) alapján:And the specific cost functions for one transition based on (48).. .(51):
<A -* qM) =(54) σν <A -* q M ) =(54) σ ν
V.w (q, q„.) =($5) σ, ' / ·\2 k„™n -* qw ) ’ --5<V. w (q, q„.) =($5) σ, ' / ·\ 2 k „™n -* qw ) '--5<
σν σ ν
¢.0 “ —a<¢.0 “ —a<
σ. tσ. t
A kpj valószínűségi költség(függvény) egy átmenetre (47) alapján:The kpj probability cost (function) for a transition based on (47):
. , . + ha egy felső ív k ,(q—> q. ,) - < Ö8) ” ‘ , J + ha cp egy alsó ív .A kjra kép költség a (39), (40) egyenletek szerint lehet negatív is és lehet, hogy a kp valószínűségi költség ezt nem tudja kompenzálni, ezért előfordulhat, hogy ahogy halad előre a kereső egy út mentén egyre kisebb lesz a költség, így a hosszabb utak olcsóbbak lesznek a rövideknél, ez hibás bordaívek generálásához vezethet. Ezt kompenzálandó vezettük be a ks bordasűrűség költséget. Ezt minél nagyobbra állítjuk, annál kevesebb bordaívet eredményez a keresés, Ennek megválasztása nagyban függ attól, hogy a hprep[n] alul mintavételezett bordajelen milyen paraméterezésö. volt az előfeldolgozás. A ks bordasűrúség költség: 2 érték általában jó beállítás, de ez a paraméter mindenképp hangolást igényel. A kp valószínűségi költséget pedig érdemes súlyozni, hogy ellensúlyozni tudja a kép költséget A wP valószínűségi költség súlyozó tényező: 0.7 érték használható, de hangolást igényel.. , . + if an upper arc k ,(q—> q. ,) - < Ö8) ” ' , J + if cp is a lower arc. According to equations (39), (40), the image cost kj ra can be negative and , that the probability cost ak p cannot compensate for this, so it may happen that as the searcher moves forward along a path, the cost will become smaller and smaller, so that longer paths will be cheaper than short ones, this can lead to the generation of incorrect rib arcs. To compensate for this, we introduced the rib density cost. The higher this is set, the fewer rib arches the search results in. The choice of this largely depends on the parameterization of the under-sampled rib signal ah prep [n]. was the pre-processing. Rib density k s cost: a value of 2 is usually a good setting, but this parameter definitely requires tuning. It is worth weighting the probability cost kp to offset the cost of the image. The probability cost weighting factor w P : a value of 0.7 can be used, but it requires tuning.
47/2847/28
Ói As At At os ráOi As At At os on it
Fentiek felhasználásával a megvalósítás első lépése az egyes sávok, tartományok kijelölése a μ - v pozíció-bordavastagság és a μ -1 pozíció-bordaközi távolság síkokon (12. ábra, illetve a 13. és 14. ábra);Using the above, the first step of the implementation is the selection of individual bands and ranges on the μ - v position-rib thickness and μ -1 position-rib distance planes (Figure 12 and Figures 13 and 14);
• az ÉVPH érvényes bordavastagság pozíciók halmazának (engedélyezett sáv) kijelölése a μ - v pozíció-bordavastagság síkon, a pozíciók az EVPS érvényes bordavastagság pozíciók sávszélességét megadó 2cov 801> kétszeres konfidencia intervallum-szoros bordavastagság szórás határolta sávban helyezkednek el, melynek középvonala a v8te'(u) bordavastagságokra illesztett poünom, ♦ az ÉTPH érvényes bordaközi távolság pozíciók halmazának (engedélyezett sáv) kijelölése a μ ~ t pozíció-borda közi távolság síkon, a pozíciók az ETPS érvényes bordaközi távolság pozíciók sávszélességét megadó 2caabs kétszeres konfidencia intervallum-szoros bordaközi távolság szórás határolta sávban helyezkednek el, amelynek középvonala a ^(μ) bordaközi távolságokra illesztett polinom, • az EKH érvényes kezdőpontok halmazának kijelölése a μ - v pozíció-bordavastagság síkon, ♦ az ÉVH érvényes végpontok halmazának kijelölése a μ ~ v pozíció-bordavastagság síkon, * az ÉKH érvényes kezdőpontok halmazának kijelölése a μ - t pozíció-bordaközi távolság síkon, * az ÉVH érvényes végpontok halmazának kijelölése a μ -1 pozíció-bordaközi távolság síkon, ♦ a TZ tiltott zónák, kijelölése a μ - v pozíció-bordavastagság síkon és a μ - t pozícióbordaközi távolság síkon.• designation of the set of valid rib thickness positions of the ÉVPH (allowed band) on the μ - v position-rib thickness plane, the positions are located in the band defined by the 2co v 801> double confidence interval-times rib thickness standard deviation, which defines the bandwidth of the EVPS valid rib thickness positions, whose center line is av 8te '(u) poünom fitted to rib thicknesses, ♦ designation of the set of valid inter-rib distance positions (allowed band) of the ÉTPH on the μ ~ t position-inter-rib distance plane, the positions are the 2ca abs double confidence interval-multiplier inter-rib distance that gives the bandwidth of the ETPS valid inter-rib distance positions they are located in a band bounded by the distance standard deviation, the center line of which is the polynomial fitted to the inter-rib distances ^(μ), • designation of the set of valid starting points of the EKH on the μ - v position-rib thickness plane, ♦ designation of the set of valid endpoints of the ÉVH on the μ ~ v position-rib thickness plane , * selection of the set of valid starting points of the ΕKH μ - t on the position-interrib distance plane, * selection of the set of valid endpoints of the ÉVH on the μ -1 position-interrib distance plane, ♦ designation of the TZ prohibited zones on the μ - v position-rib thickness plane and μ - t position interrib distance on the plane.
A tartományok kijelölése után az egymást követő lépések az alábbi szabályok alapján történnek:After selecting the domains, the successive steps are based on the following rules:
« a lépésekhez világos és sötét négyzeteket használunk, a világos négyzetben történik a korlátoknak való megfelelés ellenőrzése és a valószínűségek számítása, a sötét négyzetek lehetséges bordapontok ezekből történik a továbblépés, • a μ - v pozíció-bordavastagság síkon a világos négyzetekből kiinduló μ pozíció iránya lépések (negyed körívek) az adott felső bordaívekhez tartozó alsó bordaivek helyét jelölik ki.« we use light and dark squares for the steps, in the light square the compliance with the limits is checked and the probabilities are calculated, the dark squares are the possible rib points from which the next step is made, • on the μ - v position-rib thickness plane, the μ position direction steps starting from the light squares (quarter circles) mark the location of the lower rib arches belonging to the given upper rib arches.
47/29 * a μ t pozició-bordaközi távolság síkon a világos négyzetekből kiinduló μ pozíció irányú lépések (negyed körívek) az adott alsó bordaíveket kővető felső bordaívek helyét jelölik ki, ♦ valamely világos négyzetből kiinduló lépés mindig sötét négyzetben végződik, ♦ bármely síkon elvégzett világos négyzet sötét négyzet lépés után a másik síkon kell változatlan μ pozíció mellett lépni, sötét négyzet .....* sötét négyzet lépéssel. Amennyiben a sötét négyzet a μ - t pozició-bordaközi távolság síkon világos négyzet —» sötét négyzet lépés után jött létre, akkor az adott μ pozíció értéken, (vízszintesen) a μ - v pozíció-bordavastagság síkra lépve keletkezik az új sötét négyzet, amelynek v bordavastagság pozíciója az eredeti, egy szinttel feljebbt értékkel egyezik meg, azaz az új sötét négyzet v bordavastagság HL t bordaközi távolság koordinátáját az ellentétes mezőben a következő szabályok határozzák, meg:47/29 * on the μ t position-intercostal distance plane, the steps in the direction of μ position starting from the light squares (quarter circles) mark the location of the upper costal arches that touch the respective lower costal arches, ♦ a step starting from a light square always ends in a dark square, ♦ performed on any plane light square after a dark square step, you have to step on the other plane with an unchanged μ position, dark square .....* with a dark square step. If the dark square was created on the μ - t position-rib distance plane after a light square —» dark square step, then at the given μ position value, by moving (horizontally) onto the μ - v position-rib thickness plane, the new dark square is created, which The position of rib thickness v is the same as the original value, one level higher, i.e. the coordinate of the new dark square v rib thickness HL t inter-rib distance in the opposite field is determined by the following rules:
• a μ - t pozició-bordaközi távolság síkon való lépéskor a v bordavastagság értékek nem változnak.• the rib thickness values v do not change when walking on the μ - t position-rib distance plane.
* a μ - v pozició-bordavastagság síkon való lépéskor a t bordaközi távolság értékek nem változnak.* when walking on the μ - v position-rib thickness plane, the inter-rib distance t values do not change.
♦ A sötét négyzet -» sötét négyzet lépés után keletkező új sötét négyzet környezetében, a μ - v pozició-bordavastagság síkon a v bordavastagság értéke, a μ ~ t pozicló-bordaközi távolság síkon pedig a t bordaközi távolság értéke adott tartományban, állandó μ pozíció mellett variálható, így új világos pont hozható létre, amivel az eljárás folytatható, ♦ a lépés csak akkor érvényes, ha a keletkezett új világos pont az EVPH érvényes bordavastagság pozíciók halmazán, illetve az ΕΓΡΗ érvényes bordaközi távolság pozíciók halmazán belül marad, ♦ sötét pont kerülhet a TZ tiltott zónába is, ♦ a keresés indításakor az ÉKH érvényes kezdő pontok halmazából kiválasztunk egy μ-q bordapozíció, vq bordavastagság, t^ bordaközí vastagság paraméterű világos pontot, (qs;juső első borda felső bordaív).♦ In the environment of the new dark square created after the dark square -» dark square step, the value of the rib thickness av on the position-rib thickness plane μ - v, and the value of the inter-rib distance at on the position-rib distance plane μ ~ t can be varied in a given range, with a constant position μ , so a new light point can be created, with which the procedure can be continued, ♦ the step is only valid if the created new light point remains within the set of valid rib thickness positions EVPH and the set of valid inter-rib distance positions ΕΓΡΗ, ♦ a dark point can avoid the TZ also in the forbidden zone, ♦ when starting the search, we select a light point with the parameters μ-q rib position, v q rib thickness, t^ intercostal thickness from the set of valid starting points of the ÉKH, (qs; upper rib arch of the next first rib).
Az ÉKH érvényes kezdőpontok halmaza és az EVH érvényes végpontok halmazának kijelölésére a (28) és a (29) egyenletek érvényesek.Equations (28) and (29) apply to the selection of the set of valid starting points of the ÉKH and the set of valid end points of the EVH.
A felső ívről az alsó ívre való lépéskor (Ί 3. ábra):When moving from the upper curve to the lower curve (Ί Fig. 3):
tólake
47/30 • a (34) egyenlet alapján a BVVTK bordavastagság variációs tartomány középértéke AíiJehAb (bhi,felső)?47/30 • based on equation (34), the mean value of the BVVTK rib thickness variation range AíiJehAb (bhi, upper)?
♦ a (34) egyenlet alapján a BVVT a bordavastagság variációs tartomány ow5, ♦ a sötét négyzet a μ -t pozíció-bordaközí távolság síkból adódó sötét négyzet, ♦ a világos négyzet a variációs tartományban a továbblépéshez szabadon választható.♦ based on equation (34), the BVVT is the rib thickness variation range o w5 , ♦ the dark square is the dark square resulting from the μ -t position-inter-rib distance plane, ♦ the light square can be freely selected in the variation range for further progress.
Az alsó ívről a felső ívre való lépéskor (14. ábra):When moving from the lower arch to the upper arch (Fig. 14):
* a (37) egyenlet alapján a BTVTK a bordaközi távolság variációs tartomány középértéke « a (37) egyenlet alapján a BTVT a bordaközi távolság variációs tartomány Sth^ai^c o^, « a sötét négyzet a μ - v pozícíó-bordavastagság síkból adódó sötét négyzet, ♦ a világos négyzet a variációs tartományban a továbblépéshez szabadon választható.* based on equation (37), BTVTK is the mean value of the inter-rib distance variation range « based on equation (37) BTVT is the variation range of inter-rib distance Sth^ai^c o^, « the dark square is the dark one resulting from the μ - v position-rib thickness plane square, ♦ the light square in the variation range can be freely selected to proceed.
Az. egyes lépésekhez rendelt költségek, azok összetevői a (38)...(40), (47) egyenletekkel valamint az (54)...(57) egyenletekkel adottakThe costs assigned to individual steps and their components are given by equations (38)...(40), (47) and equations (54)...(57)
Fentiekből kiindulva a keresés a Dijkstra algoritmust (gráfokra kifejlesztett legkisebb költségű útkereső algoritmust) használva folyik. Mind a (28) egyenletet kielégítő diszkrét bordaív keresési kezdőpontokat, mind a (29) egyenletet kielégítő diszkrét bordaív keresési qw végpontokat gráf csomópontoknak tekintjük. Ezt követően felveszünk egy kiindulási csomópontot célszerűen a lehetséges q^ kezdőpontokat tartalmazó, 12. ábra szerinti EKH érvényes kezdőpontok halmaza régió felett. Felvesszünk q lehetséges bordapontokat, mint gráf csomópontokat, melyek megfelelnek a (30), (31), (34), (37) egyenletek szerinti korlátoknak. A kiindulási csomópontot és a kezdőpontokat (gráf) élekkel kötjük össze. Minden további lehetséges csomópont pár közötti élekhez a (38) egyenlet szerint költségeket rendelünk, majd keresést kell indítani a kiindulási csomópontból a (29) egyenlettel meghatározott diszkrét végpontokba a gráfon. A legkisebb költségű úthoz tartozó q pontok adják az eredmény bordaíveket. Mivel nincs kikötve, hogy az út mentén az utolsó pontnak alsó ívnek kell lennie, ezért, ha felső ívvel végződik az út, akkor azt el kell dobni. Az eljárás kimenete a II0 alsó és felső bordaívek, illetve és a V választón átjutó, JW alsó és felső bordaívekkel megegyező tartalmú .111 alsó és felső bordáivek~2, illetve .112 alsó és felső bordaívek-1 jel.Based on the above, the search is carried out using the Dijkstra algorithm (the least-cost path-finding algorithm developed for graphs). Both the discrete rib arc search start points satisfying equation (28) and the discrete rib arc search end points q w satisfying equation (29) are considered graph nodes. After that, we pick a starting node, preferably above the region of the set of valid starting points of the EKH according to Figure 12, containing the possible starting points q^. We take q possible edge points as graph nodes, which correspond to the constraints according to equations (30), (31), (34), (37). The starting node and starting points (graph) are connected by edges. We assign costs according to equation (38) to all further edges between pairs of possible nodes, and then a search must be started from the starting node to the discrete endpoints defined by equation (29) on the graph. The q points belonging to the path with the least cost give the resulting rib arches. Since it is not stipulated that the last point along the path must be a lower arc, if the path ends with an upper arc, it must be discarded. The output of the process is the II0 lower and upper rib arches, and the .111 lower and upper rib arches~2, and the .112 lower and upper rib arches-1 signal with the same content as the JW lower and upper rib arches passing through the V selector.
Az előzőekben meghatározott bordaíveket pontosítani kell. Erre az egyik lehetőség a V választó egyik kimenetére csatlakozó DPACSPE dinamikus programozás alapú csontkörvonal pontosító eljárás, ami a J12 alsó és felső bordaívek- 1-hez, mint kiindulási görbékhez hasonló görbéket keres az eredetik környezetében, és azt választja ki melynek két oldalán az intenzitásThe previously defined rib arches must be specified. One possibility for this is the DPACSPE dynamic programming-based bone contour refinement procedure connected to one of the outputs of the V selector, which looks for curves similar to the J12 lower and upper rib arches- 1 as starting curves in the environment of the originals, and selects the one with the intensity on both sides
47/31 különbség a maximális. Az eljárás lényegének ismertetéséhez a 15, ábrán a g kiindulási görbe és egy lehetséges g’ módosított (eredmény) görbe látható. Az. ábrán a körök a (röntgengép egy-egy pontjának felelnek meg, a nyilak egy-egy adott pontból a lehetséges továbblépési 1 lépéseket szemléltetik háromban korlátozva a különböző lehetőségeket. Az áttekinthetőség miatt a továbblépési lehetőségek nincsenek minden pontra jelölve. Az eljárást részletesebben a 16, ábrát használva ismertetjük. Az eljárás bemenete egy görbére, jelen esetben a g görbe a Pi (i ~ l...n) pontsorozattal megadva (a pontok g görbéhez képesti „függőleges” koordinátája 0, így külön nem jelöljük), az eljáráshoz szükségesek a J13 DPACSPE bemeneti paraméterek, mint a δ (osztás)pontok távolsága, az m eltolási paraméter értéktartománya, kc lépés költség, a kcs az oldalra lépés költsége és az I(pi.j) a p,j pontokban a (kép)intenzitás értékek. Az eljárás közvetlen kimenete egy görbére a g* módosított görbét meghatározó p μ pontsorozat(yektor). A megoldás lépései:47/31 difference is the maximum. To explain the essence of the procedure, Figure 15 shows the initial curve ag and a possible modified (result) curve g'. In the figure, the circles correspond to one point of the x-ray machine, the arrows illustrate the possible further steps 1 from a given point, limiting the different options to three. For the sake of clarity, the further options are not marked for all points. The procedure is described in more detail in the 16 , is described using Fig. The input of the procedure is a curve, in this case curve ag, given by the series of points Pi (i ~ l...n) (the "vertical" coordinate of the points relative to curve g is 0, so it is not marked separately), the procedure requires the J13 DPACSPE input parameters, such as the distance of the (division) points δ, the value range of the shift parameter m, k c step cost, kcs the cost of moving to the side and the (image) intensity values in points I(pi.j) ap,j. The direct output of the procedure is a series of p μ points (yector) defining a curve modified into a curve ag*.The steps of the solution:
• a g kiindulási görbét n részre osztjuk, pj kiindulási görbe i-edik pontja (i - 1,. .n), • a g kiindulási görbe minden i-ik pontjában a görbe adott pontbeli érintőjére merőleges egyeneseket állítunk (pl. a 16. ábrán a p, pont esetében a és a Pj. pontokon átmenő egyenes), • a merőleges egyeneseken jő eltolással, (j = -m.. .0., ,+m) pontokat veszünk fel, * a pij pont a p, pont j-edik eltolt pontja (pl. a 16. ábrán a p, pont +m-edik eltoltja pp-m), • 1( Pm) a pij pontban a (kép)intenzitás értéke, ♦ előbbi intenzitás értékeket másoljuk egy T(pjj) intenzitás tömbbe, ♦ a T(ptj) intenzitás tömb elemeit normaíizáljuk, majd az eredményt másoljuk a T(ptj) normalizált intenzitás tömbbe, utóbbi tömb elemei a Pipy) normalizált intenzitás értekek, « a TApm) normalizált intenzitás tömb értékeit adott szabályrendszer alapján módosítjuk, szűrjük, * kétféle szűrést végzünk, normál irányú és tangenciális irányú szűrést, • nonnál irányú szűréskor bármely pij ponthoz tartozó új Γ*(ρ^) normál irányban szúrt, normalizált intenzitás értékel a pont környezetében található eredeti E(pij) normalizált intenzitás értékek súlyozott lineáris kombinációjával kapjuk. A 17a., 17b., 17c„ ábrák egy-egy lehetséges súlyozást mutatnak, a négyzetekbe írt súlyszámokkal, növekvő számban figyelembe vett normál irányú környezeti ponthoz tartozó súlyozási értékekkel. Az ábrák, sorrendben a kiindulási ponthoz képest 1-1, 2-2, illetve 3-3 felette levő és alatta levő pontot vesznek figyelembe. Például a 17c. ábra a kiindulási• the initial curve g is divided into n parts, pj is the i-th point of the initial curve (i - 1,. .n), • at every i-th point of the initial curve g, lines perpendicular to the tangent of the curve at the given point are set (e.g. in Figure 16, p , in the case of a point, the line passing through the points a and Pj.), • points (j = -m.. .0., ,+m) are taken with an offset on the perpendicular lines, * the pij point is p, point j-th offset point (e.g. in figure 16, point p, +mth shifts pp-m), • 1( Pm) is the value of the (image) intensity at point pij, ♦ previous intensity values are copied into an intensity array T(pjj), ♦ the elements of the intensity array T(ptj) are normalized, then the result is copied into the normalized intensity array T(ptj), the elements of the latter array are the normalized intensity values Pipy), « the values of the normalized intensity array TApm) are modified based on a given rule system, filtered, * two types we perform filtering, filtering in the normal direction and in the tangential direction, • when filtering in the non-normal direction, the new Γ*(ρ^) belonging to any pij point is inserted in the normal direction t, normalized intensity value is obtained by a weighted linear combination of the original E(pij) normalized intensity values in the vicinity of the point. Figures 17a, 17b, 17c show one possible weighting, with the weighting numbers written in the squares, with the weighting values corresponding to the environmental point in the normal direction taken into account in increasing numbers. The figures take into account points 1-1, 2-2, and 3-3 above and below the starting point, respectively. For example, the 17c. Fig. is the starting point
47/32 ponttól távolodva felfelé, sorban -4, -2, -1, míg a kiindulási ponttól távolodva lefelé sorban 4, 2, 1 intenzitás érték súlyozó tényezőket használ.Moving away from point 47/32 upwards, in a row -4, -2, -1, while moving away from the starting point downwards, in a row it uses 4, 2, 1 intensity value weighting factors.
• a kiadódó szűrt értékeket a T’*(pij) szűrt, normalizált, intenzitás tömbbe másoljuk, • a T’*(pij) szűrt, normalizált, intenzitás tömb elemein ezt követően tangenciális szűrést is végzünk. Az eredményeket a T’**(Py) kétszer szűrt, normalizált, intenzitás tömbben tároljuk, • a szűrések sorrendje (normál irányú és tangenciális irányú) felcserélhető, • a p pontokból előállítunk egy súlyozott irányított gráfot;• the resulting filtered values are copied into the filtered, normalized, intensity array T'*(pij), • tangential filtering is then performed on the elements of the filtered, normalized, intensity array T'*(pij). The results are stored in the twice-filtered, normalized, intensity array T'**(Py), • the order of the filters (normal direction and tangential direction) can be changed, • a weighted directed graph is created from the p points;
Mpmj Pij.j) ::: Τ(ρίχΗ) + kcs(59) k<(Pi-i.j -»Pij) ::: Τφψ(60)Mpmj Pij.j) ::: Τ(ρ ίχΗ ) + k cs (59) k<(Pi-ij -»Pij) ::: Τφψ(60)
Mpi-ij Ρφΐ) = Τ(ρφ!) + kcs(61) a kc lépés költséggel, a kcs az oldalra lépés költséggel és Ήρ^) kép(pont) intenzitásokat tartalmazó tömbbel, mint képköltséggel.Mpi-ij Ρφΐ) = Τ(ρ φ! ) + k cs (61) ak c with step cost, ak cs with side step cost and Ήρ^) array containing image (point) intensities as image cost.
♦ kezdő pontnak felveszünk egy (p.j) pontot, innen indul a keresés kc(p-i -» poj) = T(Poj) (j =~m...0...+m),(62) * végpontnak felveszünk egy pn pontot ahol n a görbe pontjainak száma kc(Pn-Q Ρη,ο) 0 0 = ~m...0...+m),(63) • az eljárás kimenetét a p.}, ponttól a pT, pontba vezető legkisebb költségű út adja. A keresés pozíciónként előre haladva lehetséges, mivel ha az (i-l)-edik pozícióig rendelkezésre áll az összes kg akkumulált lépés költség, akkor az i~edik pozícióban is kiszámolható a kc(pij) akkumulált lépés költség:♦ we take a point (pj) as the starting point, the search starts from here k c (pi -» poj) = T(Poj) (j =~m...0...+m),(62) * we take a p n points where the number of points on the curve na k c (Pn-Q Ρη,ο) 0 0 = ~m...0...+m),(63) • the output of the procedure is p. } , from point ap T , is given by the least-cost path. The search is possible moving forward by position, because if all kg accumulated step costs are available up to the (il)th position, then the accumulated step cost ak c (pij) can be calculated in the i~th position as well:
±c(Pí,j) min (kc(pi-].k)+kc(pj.j.k --> c(pi.i)) (64) * a folyamat párhuzamosítható is, mivel az. egyes eltolásokra egy adott pozícióban egymástól függetlenül számítható a költség, • az optimális út megkapható, ha az utolsó pozícióhoz tartozó pontok közül kiválasztjuk a legkisebb akkumulált költségűt, és visszafele lépkedünk a legkisebb költségű szomszédok mentén.±c(Pí,j) min (kc(pi-].k)+k c (pj.j. k --> c(pi.i)) (64) * the process can also be parallelized, since it. the cost can be calculated independently in a given position, • the optimal path can be obtained by selecting the one with the lowest accumulated cost from among the points belonging to the last position and moving backwards along the neighbors with the lowest cost.
Az eljárás kimente a VBI végleges bordaívek.The procedure was performed with VBI definitive rib cages.
Fenti módszer kiterjeszthető az alsó és a felső bordakontúr együttes pontosítására a 18. ábra szerint. Ebben az esetben előírható, hogy a két bordakontúr valamennyire együtt mozogjon, ami megfelel annak a ténynek, hogy az alsó és felső bordakontúrok többé-kevésbé párhuzamosak. Ezzel a módszerrel a kereső eljárás stabilabbá tehető, kizárhatóak az olyanThe above method can be extended to specify the lower and upper rib contours together according to Figure 18. In this case, the two rib contours can be prescribed to move somewhat together, which corresponds to the fact that the lower and upper rib contours are more or less parallel. With this method, the search procedure can be made more stable, such things can be excluded
47/33 megoldások, amikor a két görbe, ugyanazon borda két kontúrja keresztezi egymást, vagy nagyon eltávolodnak egymástól. A fentieket megvalósító, a V választó másik kimenetére csatlakozó DPA2CSPE dinamikus programozás alapú kettős csontkörvonal pontosító eljárás, melynek feladata az illesztés során pontsorozattal adott J11 alsó és felső bordái vek- 1-hez hasonló görbék keresése azok környezetében. A görbék közül azokat választja ki, amelyek két oldalán az intenzitás különbség a maximális, a keresés során figyelembe véve az eredmény görbék párhozamosságát. Az eljárás bemenete egy görbe párra, a g^ kiindulási alsó görbét és a gw kiindulási felső görbét megadó p^ , kiindulási alsó görbe i»edik pontja, a p^ ; kiindulási felső görbe i-edik pontja pontsorozat (i™ l...n), az eljáráshoz szükséges .114 DPA2CSPE bemeneti paraméterek pedig a δ osztáspontok távolsága, az m eltolási paraméter értéktartománya, a kc lépésköltség, a kCSiJna^g simasági költség, a k^p képköltség, az Ηρί^ή yj a pjehö u pontokban a (képjintenzitás érték és az I(p^ íj) a pa5s6 .j pontokban a (kép)imenzitás értékek. Az eljárás közvetlen kimenete egy görbe párra a g auó módosított alsó görbét és a g'jwa módosított felső görbét megadó p*^. módosított alsó görbe i-edik pontja, a ρ&Μ,ί módosított felső görbék i-edik pontja pontsorozat/vektor) (i™ 1. < m). A megoldás lépései:47/33 solutions when the two curves, two contours of the same rib cross each other or are very far apart. The DPA2CSPE dynamic programming-based double bone contour refinement method, which implements the above and is connected to the other output of the V selector, whose task is to search for curves in their surroundings similar to the lower and upper ribs of J11 given by a series of points during matching. Among the curves, it selects the ones with the maximum difference in intensity on both sides, taking into account the parity of the resulting curves during the search. The input of the procedure is a pair of curves, ag^ which gives the initial lower curve and gw the initial upper curve p^ , the i»th point of the initial lower curve, ap^ ; the i-th point of the initial upper curve is a series of points (i™ l...n), and the input parameters required for the procedure are the distance of the dividing points δ, the value range of the displacement parameter m, ak c step cost, ak CS i Jna ^g smoothness cost . _ the i-th point of the p*^ modified lower curve giving the lower curve and the g'jwa modified upper curve, the i-th point of the modified upper curves ρ&Μ,ί is a sequence of points/vector) (i™ 1. < m). Solution steps:
• a g^a kiindulási alsó görbét és a gfcus kiindulási felső görbét n részre osztjuk, a í kiindulási alsó görbe í-edik pontja, a pr^ , kiindulási felső görbék i-edik pontja, (í™ 1 ···<• the initial lower curve g^a and the initial upper curve gfcus are divided into n parts, the i-th point of the initial lower curve í, the i-th point of the initial upper curves pr^ , (í™ 1 ···<
» a kiindulási görbék minden i-edik pontjában a görbék érintőjére merőleges egyeneseket állítunk, ♦ a merőleges egyeneseken jő eltolással, (j - -m...0... +m) pontokat veszünk fel, • a p^jij akiindulási felső görbe i-edik pontj-edik eltolt pontja, a p^y a kiindulási alsó görbe i~edík pont j-edik eltolt pontja, ♦ I(p y) a pjéisö y pontokban a (képjmtenzítás érték, l(p^é a pafe6 jj pontokban a (képjmteimtás érték, • előbbi intenzitás értékeket másoljuk a T(pw; y) felső görbe intenzitás tömbbe, illetve a T/p^ y) alsó görbe intenzitás tömbbe, a y) felső görbe intenzitás tömb, illetve Típsis<>alsó görbe intenzitás tömb elemeit normahzáljuk, majd az eredményt másoljuk a TXpfeíssi.i) felső görbe normalizált intenzitás tömbbe, illetve Ί vpaÍSÓy) alsó görbe normalizált intenzitás tömbbe, utóbbi tömbök elemei a r/PíUsó y) felső görbe normalizált intenzitás értékek, illetve y) alsó görbe normalizált intenzitás értekek.» at every i-th point of the starting curves, we set perpendicular lines to the tangents of the curves, ♦ we take points (j - -m...0... +m) with an offset on the perpendicular lines, • ap^jij where the starting upper curve i -th point is the jth shifted point, ap^ya is the jth shifted point of the i~th point of the starting lower curve, ♦ I(py) is the value of the (image tension) in the upper y points, l(p^ é ap afe6 jj points is the (image correction value, • the above intensity values are copied into the upper curve intensity array T(pw; y) and the lower curve intensity array T/p^ y) and the elements of the ay) upper curve intensity array and the Typsis<>lower curve intensity array are normalized, then the result is copied into the TXpfeíssi.i) upper curve normalized intensity array and Ί vp aÍSÓ y) lower curve normalized intensity array, the elements of the latter arrays are ar/PíUsó y) upper curve normalized intensity values and y) lower curve normalized intensity values.
47/34 • a Ί'Χρ&ΐ»; ü) felső görbe normalizált intenzitás tömb, illetve T’(paa<> y) alsó görbe nonnalizált intenzitás tömb értékeit adott szabályrendszer alapján módosítjuk, szűrjük • kétféle szűrést végezünk, normál irányú és tangenciális irányú szűrést * normál irányú szűréskor bármely pfejs.ö y kiindulási felső görbe ponthoz tartozó új F^íp^sa y) görbe normál irányban szűrt, normalizált intenzitás értéket a pont környezetében található eredeti. I’fp&fes í.j) felső görbe normálisait intenzitás értékek 17. ábra szerinti súlyozott lineáris kombinációjával kapjuk, a kiadódó szőri értékeket a T’NpmAij) felső görbe szűrt, normalizált, intenzitás tömbben tároljuk, ♦ normál irányú szűréskor bármely p^, q kiindulási alsó görbe ponthoz tartozó új ΓΉρ^ μ) alsó görbe normál irányban szúrt, normalizált Intenzitás értéket a pont környezetében található eredeti FCpaj^ ij) alsó görbe normalizált intenzitás értékek 17. ábra szerinti súlyozott lineáris kombinációjával kapjuk, a kiadódó szúrt értékeket a T’*(lWq) alsó görbe szűrt, normalizált, intenzitás tömbben tároljuk, • a Γ*(ρ^ y) felső görbe szűrt, normalizált, intenzitás tömb elemein ezt követően tangenciális szűrést is végzünk. Az eredményeket a T’**(preu§ j0) felső görbe kétszer szúrt, normalizált, intenzitás tömbben tároljuk.47/34 • the Ί'Χρ&ΐ»; ü) the values of the upper curve normalized intensity array and the lower curve nonnormalized intensity array T'(p a a<> y) are modified and filtered based on a given set of rules • two types of filtering are performed, normal and tangential filtering * when filtering in the normal direction, any pfejs.ö The new F^íp^sa y) curve belonging to the starting upper curve point y is the filtered, normalized intensity value in the normal direction of the original one located in the vicinity of the point. The normals of the upper curve I'fp&fes í.j) are obtained by the weighted linear combination of intensity values according to Figure 17, the resulting hair values are stored in the filtered, normalized, intensity array of the upper curve T'NpmAij), ♦ when filtering in the normal direction, any initial p^, q The new ΓΉρ^ μ) normalized Intensity value of the lower curve point, normalized in the lower curve point, is obtained by the weighted linear combination of the normalized intensity values of the original FCpaj^ ij) lower curve in the vicinity of the point according to Figure 17, the resulting spiked values are T'*( lWq) is stored in the filtered, normalized, intensity array of the lower curve, • we also perform tangential filtering on the elements of the filtered, normalized, intensity array of the upper curve Γ*(ρ^ y). The results are stored in the T'**(pr e u§ j 0 ) upper curve pierced twice, normalized, intensity array.
• a T!*(pauc rí) alsó görbe szűrt, normalizált, intenzitás tömb elemem ezt követően tangenciális szűrést is végzünk. .Az eredményeket a u) alsó görbe kétszer szűrt, normalizált, intenzitás tömbben tároljuk.• the T ! *(p a uc rí) lower curve filtered, normalized, intensity array element, after that we also perform tangential filtering. .The results are stored in au) lower curve twice filtered, normalized, intensity array.
♦ a szűrések sorrendje (normál irányú és tangenciális irányú) felcserélhető.♦ the order of the filters (normal direction and tangential direction) can be changed.
Az optimális út keresését egyszerre végezzük a kiindulási alsó görbén és a g&us kiindulási felső görbén a 18. ábrának megfelelően. A két görbe pontjai kölcsönösen megfeleltethetőek egymásnak, így egy 1 pozícióhoz, két eltolás érték sj felső görbe eltolása, sjalsó görbe eltolása tartozik. Emiatt a tömb, melyen a keresés fut, három dimenzióssá bővül, a 19. ábrának megfelelően. A három dimenziós tömb egy adott i pozícióhoz tartozó szelete a 20. ábrán látható π**? lehetséges eltolás és lehetséges különbség esetére. Az optimumkeresés folyamán, a munkapontok a 20. ábra szerinti kereszt nélküli mezőkben helyezkedhetnek el, amelynek határai definiálják az alsó és felső bordaív közötti megengedett eltérést. Az út minden pontjára, az sfepi) felső görbe í-edik pont eltolására, illetve az s?(pi) alsó görbe i~edik pont eltolására teljesülnie kell a következő feltételeknek:The search for the optimal path is performed simultaneously on the starting lower curve and on the starting upper curve g&us according to Figure 18. The points of the two curves can be mutually matched, so a 1 position includes two offset values sj, the offset of the upper curve, and the offset of the lower curve. For this reason, the array on which the search is run expands to three dimensions, according to Figure 19. The slice of the three-dimensional array corresponding to a given position i is shown in Figure 20 π**? in case of possible offset and possible difference. During the optimum search, the working points can be located in the fields without crosses according to Figure 20, the boundaries of which define the permissible deviation between the lower and upper rib arches. The following conditions must be met for each point of the road, for shifting the i-th point of the upper curve sfepi) and for shifting the i-th point of the lower curve s?(pi):
i (s,(p;)~ Mp^júl 1 (66)i (s,(p ; )~ Mp^July 1 (66)
47/3547/35
Tehát, olyan lépések megengedettek, melyekben bármelyik görbe mentén legfeljebb csak egyel lépünk oldalra, de egyszerre léphetünk mindkettőn.So, steps are allowed in which we step to the side at most once along any curve, but we can step on both at the same time.
A lépésekhez költségeket rendelünk. A kc lépésköltség, a kcsimaság simaság! költségből és a kckéö képköltségből áll;We assign costs to the steps. The k c step cost, the smallness is smoothness! consists of cost and kckéö image cost;
MPm -> Pi) :::: (pw -> Pij + k^íPi) (67)MPm -> Pi) :::: (p w -> Pij + k^íPi) (67)
A kcsimaság simasági költség a k<s oldalra lépési költségből és a kCd két görbét egymástól elmozdító lépés költségből áll:The smallness smoothness cost consists of the cost of moving to the side ak <s and the cost of moving two curves apart ak C d:
kc» (Pi-ι P. Wcs(pw -> Pj) + (Pi_, -> pi) (68) k c» (Pi-ι P. W cs (p w -> Pj ) + ( Pi _, -> pi) (68)
A kos oldalra lépési költség és a kca két görbét egymástól elmozdító lépés költséget felírva az Savó átlagos eltolás ((sj+ S2)/2), a d lépéskülönbséghez tartozó dAvo átlagos lépés különbség (18. ábra), a ys oldalra lépés súlyozó tényező és a yd két görbét egymástól elmozdító lépés súlyozó tényező felhasználásával:The cost of moving to the side kos and ak c the cost of the step that moves the two curves apart is written down as the Sávo average shift ((sj+ S2)/2), ad is the average step difference d belonging to the step difference (Figure 18), ay s is the weighting factor for moving to the side and ay d using a weighting factor that moves two curves apart:
(Pí_} Pi) ys I savo (Pi) ” sAVG (P> -1) I (69)(Pí_ } Pi) y s I savo (Pi) ” s AVG (P> - 1 ) I (69)
MPí-1 Pi) = Yd I dAvo(P.)-dAvO(Pi -1) I (70)MPí-1 Pi) = Yd I d Avo(P.)- d Av O (Pi -1) I (70)
A ys oldalra lépés súlyozó tényezőt és a ya két görbét egymástól elmozdító lépés súlyozó tényezőt a 0...1 intervallumba célszerű beállítani, mivel a kCkép képköltségböl is ebben az intervallumban változhat. Mindkét súlyozó tényezőre a 0,2 a gyakorlatban jól alkalmazható értékIt is advisable to set the weighting factor for moving to the side y s and the weighting factor for moving the two curves apart in the interval 0...1, since the image cost of the image C can also change in this interval. For both weighting factors, 0.2 is a well-suited value in practice
A képköltséget a két görbe elő feldolgozott T(pfe[s6illetve T(pais6 íj) intenzitás tömbjeiből állítjuk elő:The image cost is generated from the pre-processed T(pf e [ s6 and T(p a i s6 ij) intensity arrays of the two curves:
kctóp (P,) = f (T í pte<;, J- T (pa.sób p(71)k ctop (P,) = f (T í p te<; , J- T (p a . sób p(71)
Az f függvény lehet egyszerű összeadás, de lehet összetettebb, kifinomultabb függvény is pl:The function f can be a simple addition, but it can also be a more complex and sophisticated function, e.g.:
i /(^)==1-(1-^,)(^(72)i /(^)==1-(1-^,)(^(72)
A képköltség normalizálása után a legkisebb költségű út pozíciónként előre haladva kereshető. A ^(p,) akkumulált lépés költség a keresési tömb egy cellájához:After the normalization of the image cost, the path with the least cost can be searched moving forward by position. ^(p,) is the accumulated step cost for one cell of the search array:
MP, )::: _ min Mt) + ke (Pi)(73) ahol PSK>mszétl(p/) a (65), (66) egyenletekkel meghatározott p.., pontokat jelöli . Az útkeresés során itt is tárolni kell az adott ponthoz tartozó legkisebb költségű út költségét. Az. optimális út megkapható, ha az utolsó pozícióhoz tartozó pontok közül kiválasztjuk a legkisebb akkumulált költségűt, és visszafele lépkedünk a legkisebb költségű szomszédok mentén. Az eljárás kimente a VBI végleges bordaívek.MP, ) ::: _ min Mt) + k e (Pi)(73) where P SK>ms (p/) denotes the points p.., determined by equations (65), (66). During the route search, the cost of the lowest-cost route to the given point must also be stored here. The optimal path can be obtained if we select the one with the lowest accumulated cost among the points belonging to the last position and move backwards along the neighbors with the lowest cost. The procedure was performed with VBI definitive rib cages.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
HU1500360A HU231272B1 (en) | 2015-08-03 | 2015-08-03 | Method for analyze of rib shadow's and determining of contour of shadows on chest radiographic images |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
HU1500360A HU231272B1 (en) | 2015-08-03 | 2015-08-03 | Method for analyze of rib shadow's and determining of contour of shadows on chest radiographic images |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
HUP1500360A2 HUP1500360A2 (en) | 2017-02-28 |
HU231272B1 true HU231272B1 (en) | 2022-07-28 |
Family
ID=89991902
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
HU1500360A HU231272B1 (en) | 2015-08-03 | 2015-08-03 | Method for analyze of rib shadow's and determining of contour of shadows on chest radiographic images |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
HU (1) | HU231272B1 (en) |
-
2015
- 2015-08-03 HU HU1500360A patent/HU231272B1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
HUP1500360A2 (en) | 2017-02-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Rebouças Filho et al. | Novel and powerful 3D adaptive crisp active contour method applied in the segmentation of CT lung images | |
EP3128919B1 (en) | Lung segmentation and bone suppression techniques for radiographic images | |
JP4999163B2 (en) | Image processing method, apparatus, and program | |
US10096108B2 (en) | Medical image segmentation method and apparatus | |
CN112489005B (en) | Bone segmentation method and device, and fracture detection method and device | |
US9471989B2 (en) | Vascular anatomy modeling derived from 3-dimensional medical image processing | |
JP4682091B2 (en) | Method, apparatus and storage medium for detecting heart boundary, rib cage boundary and diaphragm boundary | |
EP3144892B1 (en) | Method for automatic segmentation of body tissues | |
CN104143190B (en) | The dividing method and system organized in CT images | |
US11475562B2 (en) | Fissurenet: a deep learning approach for pulmonary fissure detection in CT images | |
US8913817B2 (en) | Rib suppression in radiographic images | |
CN109124662B (en) | Rib center line detection device and method | |
US20140079309A1 (en) | Rib suppression in radiographic images | |
US7480401B2 (en) | Method for local surface smoothing with application to chest wall nodule segmentation in lung CT data | |
JP5510619B1 (en) | Image processing device | |
GB2468164A (en) | Characterising of image geometry using derivatives | |
US8340378B2 (en) | Ribcage segmentation | |
JP2006506163A (en) | Computer-aided detection of lung nodules | |
US20050002548A1 (en) | Automatic detection of growing nodules | |
Friman et al. | Recognizing emphysema-a neural network approach | |
JP2004188202A (en) | Automatic analysis method of digital radiograph of chest part | |
WO2017102467A1 (en) | Method of data processing for computed tomography | |
Elss et al. | Motion estimation in coronary CT angiography images using convolutional neural networks | |
Plourde et al. | Semiautomatic detection of scoliotic rib borders from posteroanterior chest radiographs | |
HU231272B1 (en) | Method for analyze of rib shadow's and determining of contour of shadows on chest radiographic images |